Question

化合物K_xFe(C₂O₄)_y·3H₂O（Fe為＋3價）是一種光敏材料，實驗室可以用如下的方法來制備這種材料并測定這種材料的組成。
Ⅰ．制備
K₂C₂O₄
FeCl₃
⑴結晶時應將溶液用冰水冷卻并在黑暗處等待晶體的析出，這樣操作的原因是：_________________
_______________________________________________。
⑵操作Ⅲ的名稱是___________。
Ⅱ．組成測定
稱取一定質量的晶體置于錐形瓶中，加入足量的蒸餾水和稀H₂SO₄，將C₂O₄^2－轉化為H₂C₂O₄后用0.1000 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定，當消耗KMnO₄溶液24.00mL時恰好完全反應；再向溶液中加入適量的還原劑，恰好將Fe^3＋完全轉化為Fe^2＋，用KMnO₄溶液繼續滴定，當Fe^2＋完全氧化時，用去KMnO₄溶液4.00mL。相關反應的化學方程式如下：
2 KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄＝2MnSO₄＋K₂SO₄＋10CO₂↑＋8H₂O
MnO₄^－＋5Fe^2＋＋8H^＋＝Mn^2＋＋5Fe^3＋＋4H₂O
⑶配制100mL 0.1000 mol·L^－1KMnO₄溶液及滴定實驗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_______________________________（填儀器名稱）。兩個滴定中，終點時溶液顏色為________色，且30 秒內不變色。
⑷該化合物K_xFe(C₂O₄)_y·3H₂O中，x＝_______。

Answer 1

⑴用冰水冷卻有利于析出更多的晶體，黑暗可以防止晶體分解
⑵過濾、洗滌
⑶100mL容量瓶、酸式滴定管 （紫）紅
⑷ 3

本題涉及的制備是我們不熟悉的物質的制備，因此關于制備細節的考察，要么可以由我們以前的知識遷移而來，要么在題干中有所提示。
（1）故“冰水冷卻”這句話很容易使我們想到是為了抑制溶解平衡，析出更多的晶體（這是知識的遷移）；而“在黑暗處等待晶體析出”則和題干中的“光敏材料”對應，當推知黑暗是為了防止晶體見光分解。
（2）這是原有知識在新情境下的應用，考慮到前一步是結晶，結晶后自然要將晶體與母液分離、所以需要“過濾”， 如果再加上“洗滌”就更加嚴密。
（3）仍然是原有知識在具體新情境下的應用，題目中明確說道包含物質的量溶液配制和滴定實驗，所以需要容量瓶和滴定管。關鍵是要準確寫出“100mL容量瓶”，而KMnO₄溶液有強氧化性，需用酸式滴定管盛放。關于終點顏色的判斷，需要同學準確理解該滴定實驗的原理，該實驗是氧化還原滴定，終點時KMnO₄溶液恰好過量一滴，故溶液會顯紫紅色。
（4）由題意求得：n(Fe³⁺)=0.001mol，n(C₂O₄^2-)=0.003mol，代入化學式，可求得x＝3。