Question

草酸合鐵酸鉀晶體[K_aFe_b（C₂O₄）_c?xH₂O]（Fe呈+3價）是一種光敏材料，為測定該晶體中草酸根的含量和結(jié)晶水的含量，某實驗小組實驗步驟為：
（1）稱量9.820g草酸合鐵酸鉀晶體，配置成250mL溶液．
（2）取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，滴加酸性KMnO₄溶液至C₂O₄^2-全部轉(zhuǎn)化成CO₂，同時MnO₄^-被轉(zhuǎn)化成Mn²⁺，恰好消耗0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液24.00mL
（3）另取所配溶液25.00mL，向其中加入過量的NaOH溶液，振蕩使其充分反應(yīng)，待沉淀完全后，過濾，洗滌并灼燒，最終得到紅色固體質(zhì)量0.16g．
（已知：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O）
則該晶體的化學(xué)式為：

 

（寫出計算過程）

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：根據(jù)5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O計算25mL溶液中n（C₂O₄^2-），進(jìn)而計算9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中n（C₂O₄^2-）．溶液加入過量NaOH溶液，得到沉淀為氫氧化鐵，灼燒得到氧化鐵，根據(jù)Fe元素守恒計算25mL溶液中n（Fe³⁺），進(jìn)而計算9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中n（Fe³⁺），再確定b、c關(guān)系，根據(jù)電荷守恒判斷a與b、c關(guān)系，進(jìn)而計算n（K⁺），晶體中m（H₂O）=9.82g-m（K⁺）-m（Fe³⁺）-m（C₂O₄^2-），進(jìn)而計算n（H₂O），再計算a：b：c：x確定化學(xué)式．

解答： 解：根據(jù)5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可知，25mL溶液中n（C₂O₄^2-）=

5

2

n（MnO₄^-）=

5

2

×0.024L×0.1mol/L=0.006mol，則9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中n（C₂O₄^2-）=0.006mol×

250mL

25mL

=0.06mol；
溶液加入過量NaOH溶液，得到沉淀為氫氧化鐵，灼燒得到氧化鐵，根據(jù)Fe元素守恒，25mL溶液中n（Fe³⁺）=
2n（Fe₂O₃）=2×

0.16g

160g/mol

=0.002mol，9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中n（Fe³⁺）=0.002mol×

250mL

25mL

=0.02mol，
則b：c=0.02mol：0.06mol=1：3，則c=3b；
由電荷守恒可知，a+3b=2c，則a=3b，則9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中n（K⁺）=3n（Fe³⁺）=0.06mol，
則9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中m（H₂O）=9.82g-0.06mol×39g/mol-0.02mol×56g/mol-0.06mol×88g/mol=1.08g，則n（H₂O）=

1.08g

18g/mol

=0.06mol，則x：b=0.06mol：0.02mol=3：1，故x=3b，
故a：b：c：x=3b：b：3b：3b=3：1：3：3，
故該晶體的化學(xué)式為K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O
故答案為：K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

點評：本題考查物質(zhì)組成的測定、化學(xué)計算，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，關(guān)鍵是確定各離子物質(zhì)的量關(guān)系，難度稍大．