Question

【題目】用硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為原料通過下列流程可以制備晶體A。

已知：25 ℃時，[Fe(C2O4)3]3－(aq)＋SCN－(aq)[Fe(SCN)]2＋(aq)＋3C2O42-(aq)，K＝10－16

(1)寫出步驟Ⅰ生成黃色沉淀(FeC2O4·2H2O)的化學方程式：_________________。

(2)步驟Ⅱ水浴加熱需控制40 ℃的理由是_____________________________。

(3)某研究小組同學欲檢驗晶體A中含有三價鐵，取少量晶體放入試管中，用蒸餾水充分溶解，向試管中滴入幾滴0.1 mol· L－1KSCN溶液。請判斷上述實驗方案是否可行并說明理由：______________________________________________________________________。

(4)某研究小組通過如下實驗步驟測定晶體A的化學式：

步驟1：準確稱取A樣品4.910 0 g，干燥脫水至恒重，殘留物質量為4.370 0 g；

步驟2：準確稱取A樣品4.910 0 g置于錐形瓶中，加入足量的3.000 mol·L－1 H2SO4溶液和適量蒸餾水，用0.500 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定，當MnO4-恰好完全被還原為Mn2＋時，消耗KMnO4溶液的體積為24.00 mL；

步驟3：將步驟1所得固體溶于水，加入鐵粉0.280 0 g，恰好完全反應。

通過計算確定晶體A的化學式(寫出計算過程) _______。

Answer 1

【答案】(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O 溫度太高，H2O2分解；溫度太低，Fe2＋氧化速度太慢 否，因為[Fe(C2O4)3]3－轉化為[Fe(SCN)]2＋反應的平衡常數較小，離子濃度太小，觀察不到明顯現象，所以無法檢驗 K3Fe(C2O4)3·3H2O

【解析】

根據晶體A的制備流程，寫出有關化學方程式，分析控制溫度的原因，結合信息判斷檢驗三價鐵的檢驗方法是否合理。通過一定量晶體A中各組分的物質的量之比求其化學式。

(1) 步驟Ⅰ由硫酸亞鐵銨溶液與飽和草酸溶液反應生成黃色沉淀(FeC2O4·2H2O)，化學方程式(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O。

(2) 步驟Ⅱ需控制40 ℃，因溫度太高，H2O2分解；溫度太低，Fe2＋氧化速度太慢。

(3) 晶體A中三價鐵以[Fe(C2O4)3]3－存在，其轉化為[Fe(SCN)]2＋的反應平衡常數K＝10－16太小，溶液中Fe3+濃度太小，加KSCN溶液無明顯現象，故無法檢驗。

(4) 4.910 0 g樣品A中，n(H2O)=(4.9100g-4.3700g)/18g·mol-1=0.0300mol。

據5C2O42-——2MnO4-，n(C2O42-)=2.5×n(MnO4-)=2.5×0.500 0 mol·L－1 ×0.02400 L=0.0300mol。

又據2Fe3+——Fe，n(Fe3+)=2×n(Fe)=2×0.2800g/56g·mol-1=0.0100mol。

因電荷守恒n(K+)+3n(Fe3+)=2n(C2O42-)，n(K+)=0.0300mol。

故n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=3:1:3:3，A的化學式K3Fe(C2O4)3·3H2O。