Question

6．制備負載型活性鐵催化劑的主要原料K₃（Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O （三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀）為綠色晶體，易溶于水，難溶于乙醇、丙酮等有機溶劑．110℃下失去結(jié)晶水，230℃下即可分解，實驗室具備K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的部分實驗過程如下：

其中“沉淀”的濾渣是FeC₂O₄•2H₂O，“氧化”得到綠色溶液并有紅褐色沉淀生成．
（1）寫出“氧化”反應的化學方程式為6FeC₂O₄•2H₂O+3H₂O₂+6K₂C₂O₄=4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃+12H₂O．
（2）向“轉(zhuǎn)化”后的濾液中緩慢加入95%的乙醇，其原因是K₃（Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O難溶于乙醇，有利于其充分結(jié)晶 ．
（3）收獲產(chǎn)物后，為測定產(chǎn)品中C₂O₄^2-的含量，準確稱取0.8490g產(chǎn)品，配制成250mL溶液3移取 25.00mL溶液，酸化后用標定濃度力0.01000mol•L^-1的高猛酸鉀溶液滴定至終點，消耗22.25mL 溶液，用同濃度的高錳酸鉀溶液滴定25.0mL配制溶液用的蒸餾水，滴定至終點消耗1.05mL，計算產(chǎn)品中C₂O₄^2-的含量．
（K₃[Fe（C₂O₄）3]•3H₂O的相對分子質(zhì)量為491.3）
已知K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O純品中C₂O₄^2-的含量為53.73%，實際產(chǎn)品中C₂O₄^2-的含量與純品相比產(chǎn)生偏差的原因是實際產(chǎn)品中混有K₂C₂O₄、H₂C₂O₄等雜質(zhì)．

Answer 1

分析 硫酸亞鐵銨加水溶解，然后加入草酸，反應生成草酸亞鐵沉淀，加入草酸鉀溶液并用過氧化氫將草酸亞鐵氧化為K₃[Fe（C₂O₄）₃]，加入草酸溶液煮沸后，一定條件下結(jié)晶得到K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O晶體，
（1）根據(jù)流程草酸亞鐵加入草酸鉀與過氧化氫反應，生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]和氫氧化鐵；
（2）根據(jù)K₃（Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O 難溶于乙醇分析；
（3）25.00mL樣品溶液中C₂O₄^2-實際消耗高錳酸鉀為22.25mL-1.05mL=21.20mL，
n（KMnO₄）0.01000mol•L^-1×21.20mL×10^-3=2.12×10^-4mol，
根據(jù)15C₂O₄^2-～6KMnO₄，計算的C₂O₄^2-含量，據(jù)此計算分析．

解答 解：（1）根據(jù)流程草酸亞鐵加入草酸鉀與過氧化氫反應，生成K₃[Fe（C₂O₄）₃]和氫氧化鐵，反應為：6FeC₂O₄•2H₂O+3H₂O₂+6K₂C₂O₄=4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃+12H₂O；
故答案為：6FeC₂O₄•2H₂O+3H₂O₂+6K₂C₂O₄=4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃+12H₂O；
（2）根據(jù)題意：K₃（Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O 難溶于乙醇，故向“轉(zhuǎn)化”后的濾液中緩慢加入95%的乙醇，有利于其充分結(jié)晶；
故答案為：K₃（Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O 難溶于乙醇，有利于其充分結(jié)晶；
（3）25.00mL樣品溶液中C₂O₄^2-實際消耗高錳酸鉀為22.25mL-1.05mL=21.20mL，
n（KMnO₄）0.01000mol•L^-1×21.20mL×10^-3=2.12×10^-4mol，
根據(jù)得失電子守恒有：15C₂O₄^2-～6KMnO₄，
n（C₂O₄^2-）=$\frac{15}{6}$n（KMnO₄）=5.30×10^-4mol，
產(chǎn)品中C₂O₄^2-的含量為5.30×10^-4mol×$\frac{250mL}{25.00mL}$×88g/mol÷0.8490g×100%=54.93%，
K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O純品中C₂O₄^2-的含量為53.73%，實際產(chǎn)品中C₂O₄^2-的含量與純品相比數(shù)值騙大，說明實際產(chǎn)品中混有K₂C₂O₄、H₂C₂O₄等雜質(zhì)；
故答案為：產(chǎn)品中C₂O₄^2-的含量為54.93%；實際產(chǎn)品中混有K₂C₂O₄、H₂C₂O₄等雜質(zhì)．

點評 本題考查了物質(zhì)制備方案設(shè)計，主要考查了化學方程式的書寫、實驗方案評價、氧化還原反應、物質(zhì)含量計算等，題目難度中等，側(cè)重于考查學生的分析問題和解決問題的能量，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的學習與積累．