Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4xH2O)在電池工業(yè)、制藥、照片顯影等方面有重要作用。在實(shí)驗(yàn)室中用制備草酸亞鐵并研究其性質(zhì)，具體流程如圖：

已知：常溫下，pH>4時(shí)，Fe2+容易被氧化；H2C2O4的Ka1=5.9×10-2，Ka2=6.5×10-5；Ksp(FeC2O4xH2O)=3.2×10-7

回答下列問題：

（1）步驟①用水溶解的過程中，加入少量稀H2SO4的作用是_____。

（2）步驟②中加入的H2C2O4屬于_____酸，生成固體I的離子反應(yīng)方程式為_____。

（3）步驟③中先用水洗滌，再用乙醇洗滌，其目的是_____。

（4）步驟④是檢驗(yàn)草酸亞鐵晶體加熱分解后的產(chǎn)物H2O、CO、CO2，首先檢驗(yàn)的氣體為_____，然后將剩余氣體依次通過_____（填序號，裝置可重復(fù)使用）→尾氣處理。實(shí)驗(yàn)前需要將裝置中的空氣排盡，理由是_____。

（5）步驟⑤采用滴定分析法測定FeC2O4xH2O中x的值。取0.18g樣品溶于稀硫酸配成100.00mL溶液，取20.00mL于錐形瓶中，用0.0100molL-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液12.00mL。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為_____，x值為_____。

Answer 1

【答案】抑制Fe2+水解，防止氧化 二元弱酸 Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4xH2O↓+2H+ 除去表面雜質(zhì)，易于干燥 H2O CDCBAC或CDBAC 防止爆炸 滴加最后一滴，溶液由無色變成淺紅色，且半分鐘不褪色 2

【解析】

（NH4）2SO4FeSO46H2O晶體，加稀硫酸溶解，滴入幾滴稀硫酸防止亞鐵離子水解，加入草酸沉淀亞鐵離子，過濾得到草酸亞鐵晶體（FeC2O4xH2O），過濾，再用無水乙醇洗滌2～3次，干燥，加熱得固體ⅡFeC2O4，草酸亞鐵晶體與KMnO4溶液反應(yīng)得溶液Ⅲ。

(1)溶液中亞鐵離子水解，加入少量硫酸，抑制亞鐵離子水解，防止其被氧化；

(2)H2C2O4屬于二元弱酸，反應(yīng)②是H2C2O4和Fe2+生成固體ⅠFeC2O4xH2O，離子反應(yīng)方程式為：Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4xH2O↓+2H+；

(3)先用水洗滌再用乙醇洗滌，洗滌除去晶體表面附著的硫酸鹽等雜質(zhì)，用乙醇洗滌，乙醇具有揮發(fā)性，可以使FeC2O4xH2O快速干燥；

故答案為：除去晶體表面附著的雜質(zhì)，易于干燥；

(4)驗(yàn)證生成的產(chǎn)物中有氧化鐵、H2O、CO、CO2，因大部分物質(zhì)的驗(yàn)證需要經(jīng)過水溶液，因此驗(yàn)證水放在第一位，無水硫酸銅與水反應(yīng)得到五水硫酸銅，顏色由白色變?yōu)樗{(lán)色；CO通入到氧化銅固體中將又有CO2生成,從而驗(yàn)證CO2的存在放在CO前面，所以順序?yàn)椋?/span>CDCBAC或CDBAC；實(shí)驗(yàn)前需要將裝置中的空氣排盡，否則加熱不純的可燃?xì)怏w，易發(fā)生爆炸；

故答案為：H2O；CDCBAC或CDBAC；防止爆炸；

(5)KMnO4溶液呈紫色，反應(yīng)完畢，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，即達(dá)滴定終點(diǎn)；

FeC2O4xH2O+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O，反應(yīng)中鐵元素化合價(jià)+2價(jià)升高為+3價(jià)，碳元素化合價(jià)+3價(jià)升高為+4價(jià)，電子轉(zhuǎn)移1+1×2=3，錳元素化合價(jià)+7價(jià)降低為+2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移5，最小公倍數(shù)15，結(jié)合守恒找出數(shù)量關(guān)系：，x=2；

故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘不褪色；x=2。