Question

1．軍用光敏材料K_xF_e（C₂O₄）_y•3H₂O（Fe元素的化合價(jià)為+3）的實(shí)驗(yàn)室制備和組成測定的方法如下：

Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室制備
（1）用K₂C₂O₄和FeCl₃制備該光敏材料的反應(yīng)屬于①②（填序號）．
①離子反應(yīng)  ②非氧化還原反應(yīng)  ③氧化還原反應(yīng)  ④化合反應(yīng)
（2）結(jié)晶時(shí)應(yīng)將飽和溶液放在黑暗處等待晶體的析出，這樣操作的原因是黑暗可以防止晶體分解．
（3）操作5包括：過濾、洗滌和干燥．
Ⅱ．組成測定
稱取一定質(zhì)量實(shí)驗(yàn)所得的晶體于錐形瓶中，加足量蒸餾水和稀硫酸，將C₂O₄^2-完全轉(zhuǎn)化為H₂C₂O₄，用0.10mol•L^-1酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定，消耗酸性KMnO₄溶液24.00mL時(shí)恰好反應(yīng)完全（酸性條件下MnO₄^-的還原物是Mn²⁺）；再加入適量的還原劑，將Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，用酸性KMnO₄溶液繼續(xù)滴定，當(dāng)Fe²⁺完全氧化時(shí)，用去酸性KMnO₄溶液4.00mL．
（4）KMnO₄溶液氧化Fe²⁺的離子方程式是MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（5）配制100mL 0.10mol•L^-1酸性KMnO₄溶液及上述滴定實(shí)驗(yàn)中所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、錐形瓶外，還有100ml容量瓶和酸式滴定管（填名稱）．
（6）通過計(jì)算，該光敏材料的化學(xué)式是K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．

Answer 1

分析 用K₂C₂O₄和FeCl₃制備該光敏材料，用K₂C₂O₄和FeCl₃溶解蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到得到晶體，為析出晶體更純凈，需要進(jìn)行重結(jié)晶，溶解過濾洗滌和干燥得到光敏材料K_xF_e（C₂O₄）_y•3H₂O；
Ⅰ、（1）光敏材料K_xF_e（C₂O₄）_y•3H₂O中Fe元素的化合價(jià)為+3價(jià)，用碳元素化合價(jià)為+3價(jià)，K₂C₂O₄和FeCl₃制備該光敏材料的反應(yīng)過程中也是化合價(jià)未變化，故兩種電解質(zhì)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)；
（2）由題目信息可知，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•zH₂O（Fe為+3價(jià)）是一種光敏感材料，推知黑暗是為了防止晶體見光分解；
（3）重結(jié)晶后必須經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，才能獲得純凈的晶體；
Ⅱ、（4）高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性在酸性溶液中氧化亞鐵離子為鐵離子，高錳酸鉀被還原為錳離子，結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；
（5）題目中明確說道包含物質(zhì)的量溶液配制和滴定實(shí)驗(yàn)，所以需要容量瓶和滴定管，關(guān)鍵是要準(zhǔn)確寫出“100mL容量瓶”，而KMnO₄溶液有強(qiáng)氧化性，需用酸式滴定管盛放；
（6）由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，n（Fe³⁺）=5n（MnO₄^-），由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知n（C₂O₄^2-）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-），根據(jù)化學(xué)式，可求得y的值，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算x的值，據(jù)此書寫化學(xué)式．

解答 解：Ⅰ、（1）因?yàn)楣饷舨牧螷_xFe（C₂O₄）_y•3H₂O中的Fe為+3價(jià)，即反應(yīng)前后沒有化合價(jià)變化，故兩種電解質(zhì)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)，故選①②，
故答案為：①②；
（2）由題目信息可知，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•zH₂O（Fe為+3價(jià)）是一種光敏感材料，推知黑暗是為了防止晶體見光分解．
故答案為：黑暗可以防止晶體分解；
（3）重結(jié)晶后必須經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，才能獲得純凈的晶體，操作5包括過濾、洗滌和干燥，
故答案為：過濾、洗滌和干燥；
Ⅱ、（4）KMnO₄溶液氧化Fe²⁺的離子方程式是MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（5）配制100mL 0.10mol•L^-1KMnO₄溶液，依據(jù)已有的儀器可知，還需要100mL容量瓶，所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、錐形瓶外，滴定實(shí)驗(yàn)還需要滴定管，KMnO₄溶液有強(qiáng)氧化性，可以發(fā)生橡皮管，需用酸式滴定管盛放，
故答案為：250mL容量瓶、酸式滴定管； 
（6）由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，n（Fe³⁺）=5n（MnO₄^-）=5×0.004L×0.10mol•L^-1=0.002mol，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，n（C₂O₄^2-）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=$\frac{5}{2}$×0.024L×0.10mol•L^-1=0.006mol，所以0.002mol：0.006mol=1：y，解得y=3，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知，x+3+3×（-2）=0，解得x=3，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•3H₂O，故該化合物的化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．
故答案為：K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O．

點(diǎn)評 考查學(xué)生對工藝流程理解、閱讀獲取信息能力、溶液配制、氧化還原反應(yīng)滴定與計(jì)算等，難度中等，需要學(xué)生具備閱讀分析能力和靈活運(yùn)用知識的解決問題能力．