Question

【題目】某研究小組以綠礬(FeSO47H2O)為原料制備化合物A[K3Fe(Ⅲ) (C2O4)xyH2O]并通過如下實(shí)驗(yàn)步驟確定A的化學(xué)式：

步驟1：準(zhǔn)確稱取A樣品4.91g,干燥脫水至恒重，殘留物質(zhì)量為4.37g；

步驟2:將步驟1所得固體溶于水，經(jīng)測定含Fe3+0.0l00mol；

步驟3:準(zhǔn)確稱取A樣品4.91g置于錐形瓶中，加入足量的3. 00mol-L'1的H2SO4,溶液和適量蒸餾水，用0.500molL-1的KMnO4溶液滴定，當(dāng)MnO4-恰好完全被還原為 Mn2+時(shí)，消耗KMnO4溶液的體積為24.00 mL。

請回答下列問題：

（1）綠礬(FeSO47H2O)若保存不當(dāng)或長期放置，易與空氣中的氧氣反應(yīng)，該反應(yīng)中 FeSO4表現(xiàn)的性質(zhì)為_____(填字母)。

A.氧化性 B.還原性 C.氧化性和還原性 D.酸性

（2）用物質(zhì)的量濃度為18.0 molL-1的濃硫酸配制100mL3.00 molL-1的H2SO4溶液時(shí),量取濃硫酸需要的量筒規(guī)格為_____(填字母)。

A.10mL B.25mL C.50mL D.l00mL

（3）步驟2發(fā)生的離子反應(yīng)如下，將該離子方程式配平：_____MnO4-+_____ C2O42-+_____H+=_____Mn2++_____CO2↑+_____H2O。

通過計(jì)算確定化合物A中x、y的值(請寫出計(jì)算過程)。_____________

Answer 1

【答案】B B 2 5 16 2 10 8 n(H2O)＝(4.910g－4.370g)/18g·mol－1＝0.03000mol,由方程式確定n(C2O42－)＝5/2×n(KMnO4)＝5/2×0.5000mol·L－1×0.02400L＝0.03000mol n(Fe3＋):n(C2O42－):n(H2O)＝0.01000mol:0.03000mol:0.03000mol＝1:3:3 ，解之得：x＝3 、y=3。

【解析】

（1）FeSO47H2O與空氣中的氧氣反應(yīng)，鐵元素化合價(jià)從+2→+3，鐵元素別氧化，FeSO4表現(xiàn)的性質(zhì)為還原性。

（2）物質(zhì)的量濃度為18.0 molL-1的濃硫酸配制100mL3.00 molL-1的H2SO4溶液時(shí),利用 c1V1=c2V2，18.0 molL-1×V1=3.00 molL-1×100mL，V1=16.7mL。

（3）反應(yīng)中MnO4-反應(yīng)為Mn2+，錳元素從+7價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，C2O42-反應(yīng)為CO2，碳元素從+3價(jià)變?yōu)?/span>+4價(jià)，在該反應(yīng)中，利用氧化還原反應(yīng)總化合價(jià)得失相等、電子得失數(shù)目相等進(jìn)行計(jì)算。

化合物A[K3Fe(Ⅲ) (C2O4)xyH2O]中各部分物質(zhì)的量n(H2O)＝(4.910g－4.370g)/18g·mol－1＝0.03000mol，n(Fe3+)=0.01mol，n(C2O42－)＝×n(KMnO4)＝×0.5000mol·L-1×0.024L＝0.03mol。

（1）綠礬與空氣中的氧氣反應(yīng)，鐵元素化合價(jià)從+2→+3，該反應(yīng)中 FeSO4表現(xiàn)的性質(zhì)為還原性。答案為B。

（2）用物質(zhì)的量濃度為18.0 molL-1的濃硫酸配制100mL3.00 molL-1的H2SO4溶液時(shí)，由稀釋定律可知， 18.0 molL-1×V1=3.00 molL-1×100mL，解之得V1=16.7mL，可以選擇25mL的量筒。答案為：B。

（3）反應(yīng)中MnO4-反應(yīng)為Mn2+，錳元素從+7價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，每個(gè)MnO4-得到5個(gè)電子，C2O42-反應(yīng)為2CO2，碳元素從+3價(jià)變?yōu)?/span>+4價(jià)，每個(gè)C2O42-失去2個(gè)電子，最小公倍數(shù)為10。離子方程式配平為：2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O。

通過計(jì)算可知化合物A[K3Fe(Ⅲ) (C2O4)xyH2O]中各部分物質(zhì)的量n(H2O)＝(4.910g－4.370g) ÷18g·mol－1＝0.03mol，n(Fe3+)=0.01mol，n(C2O42－)＝×n(KMnO4)＝×0.5000mol·L-1×0.024L＝0.03mol。n(Fe3＋):n(C2O42－):n(H2O)＝0.01mol：0.03mol：0.03mol＝1:3:3 ，解之得：x＝3 、y=3。

答案為：2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O；n(H2O)＝(4.910g－4.370g) ÷18g·mol－1＝0.03mol，n(Fe3+)=0.01mol，n(C2O42－)＝×n(KMnO4)＝×0.5000mol·L-1×0.024L＝0.03mol。n(Fe3＋):n(C2O42－):n(H2O)＝0.01mol：0.03mol：0.03mol＝1:3:3 ，解之得：x＝3、 y=3。