Question

【題目】三草酸合鐵酸鉀是一種重要的光敏材料和有機(jī)反應(yīng)的催化劑，化學(xué)式為K3[Fe(C2O4)3]·3H2O，為翠綠色晶體，溶于水，難溶于乙醇。110℃下失去三分子結(jié)晶水，230℃時分解。該配合物對光敏感，光照下即發(fā)生分解。

Ⅰ、三草酸合鐵酸鉀的制備

①溶解：在托盤天平上稱取4.0gFeSO4·7H2O晶體，放入250mL燒杯中，加入1 mol·L-1 H2SO4 1mL，再加入H2O 15mL，加熱使其溶解。

②沉淀：在上述溶液中加入1 mol·L-1H2C2O4 20mL，攪拌并加熱煮沸，使形成FeC2O4·2H2O黃色沉淀，用傾斜法倒出清液，洗滌該沉淀3次以除去可溶性雜質(zhì)。

③氧化：在上述沉淀中加入10 mL飽和K2C2O4溶液，水浴加熱至40℃，滴加3%H2O2溶液20mL，不斷攪拌溶液并維持溫度在40℃左右，使Fe2+充分氧化為Fe3+。滴加完后，加熱溶液至沸騰以除去過量的H2O2。

④生成配合物：保持上述沉淀近沸狀態(tài)，趁熱滴加1 mol·L1 H2C2O4使沉淀溶解至呈現(xiàn)翠綠色為止。冷卻后，加入15 mL 95%的乙醇水溶液，在暗處放置，結(jié)晶。減壓過濾，抽干后用少量乙醇洗滌產(chǎn)品，繼續(xù)抽干，稱量，計算產(chǎn)率，并將晶體放在干燥器內(nèi)避光保存。

Ⅱ、產(chǎn)物中C2O42-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定

稱取0.20g產(chǎn)品于錐形瓶中微熱溶解并加入2 mL稀硫酸，趁熱用0.0200 mol·L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)操作2次，平均消耗KMnO4溶液的體積為25.00mL。計算產(chǎn)物中C2O42-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

請回答下列問題：

（1）步驟①溶解時應(yīng)加入少量的稀硫酸，目的是 。

（2）步驟②要維持微沸幾分鐘，但FeC2O4·2H2O晶體易暴沸，則適宜采取的加熱方式是 。

（3）生成的FeC2O4·2H2O晶體上易沾附硫酸鹽，如何證明晶體已洗滌干凈 。

（4）步驟③需保持恒溫40℃，原因是 。

（5）用乙醇洗滌的作用是 。

（6）滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 ，通過計算，產(chǎn)物中C2O42-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。

Answer 1

【答案】每空2分

（1）防止Fe2+的水解

（2）沸水浴加熱

（3）取最后一次洗滌液少許于試管中，加入BaCl2溶液，若沒有白色沉淀產(chǎn)生，則證明晶體已洗滌干凈

（4）溫度太低，F(xiàn)e2+氧化速度太慢；溫度太高，易導(dǎo)致H2O2分解影響Fe2+氧化結(jié)果

（5）加入乙醇降低溶解度有利于產(chǎn)品結(jié)晶析出

（6）溶液變?yōu)闇\紅色，且半分鐘不褪色；55%

【解析】

試題分析：

（1）因Fe2+易水解使配制的溶液出現(xiàn)渾濁，故需在溶解時加入少量的稀硫酸，防止Fe2+的水解。

（2）根據(jù)題中的信息，步驟②要維持微沸幾分鐘，但FeC2O4·2H2O晶體易暴沸，所以不能用酒精燈直接加熱，故需采取水浴加熱的方式。即采用沸水浴加熱。

（3）證明晶體已洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，加入BaCl2溶液，若沒有白色沉淀產(chǎn)生，則證明晶體已洗滌干凈。

（4）步驟③加入3%H2O2溶液的目的是將二價亞鐵離子氧化為三價鐵離子，若溫度過低，F(xiàn)e2+氧化速度太慢；溫度太高，易導(dǎo)致H2O2分解影響Fe2+氧化結(jié)果。

（5）根據(jù)三草酸合鐵酸鉀溶于水，難溶于乙醇，可知用乙醇洗滌的作用是加入乙醇降低溶解度有利于產(chǎn)品結(jié)晶析出。

（6）用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸根，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液變?yōu)闇\紅色，且半分鐘不褪色；

根據(jù)關(guān)系式5C2O42-~2KMnO4，產(chǎn)物中C2O42-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.0200 molL-1×0.025L××88g/mol) ÷0.20g×100%=55%。