Question

【题目】用硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为原料通过下列流程可以制备晶体A。

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

(1)写出步骤Ⅰ生成黄色沉淀(FeC2O4·2H2O)的化学方程式：_________________。

(2)步骤Ⅱ水浴加热需控制40 ℃的理由是_____________________________。

(3)某研究小组同学欲检验晶体A中含有三价铁，取少量晶体放入试管中，用蒸馏水充分溶解，向试管中滴入几滴0.1 mol· L－1KSCN溶液。请判断上述实验方案是否可行并说明理由：______________________________________________________________________。

(4)某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A的化学式：

步骤1：准确称取A样品4.910 0 g，干燥脱水至恒重，残留物质量为4.370 0 g；

步骤2：准确称取A样品4.910 0 g置于锥形瓶中，加入足量的3.000 mol·L－1 H2SO4溶液和适量蒸馏水，用0.500 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定，当MnO4-恰好完全被还原为Mn2＋时，消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL；

步骤3：将步骤1所得固体溶于水，加入铁粉0.280 0 g，恰好完全反应。

通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程) _______。

Answer 1

【答案】(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O 温度太高，H2O2分解；温度太低，Fe2＋氧化速度太慢 否，因为[Fe(C2O4)3]3－转化为[Fe(SCN)]2＋反应的平衡常数较小，离子浓度太小，观察不到明显现象，所以无法检验 K3Fe(C2O4)3·3H2O

【解析】

根据晶体A的制备流程，写出有关化学方程式，分析控制温度的原因，结合信息判断检验三价铁的检验方法是否合理。通过一定量晶体A中各组分的物质的量之比求其化学式。

(1) 步骤Ⅰ由硫酸亚铁铵溶液与饱和草酸溶液反应生成黄色沉淀(FeC2O4·2H2O)，化学方程式(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O＋H2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋H2SO4＋4H2O。

(2) 步骤Ⅱ需控制40 ℃，因温度太高，H2O2分解；温度太低，Fe2＋氧化速度太慢。

(3) 晶体A中三价铁以[Fe(C2O4)3]3－存在，其转化为[Fe(SCN)]2＋的反应平衡常数K＝10－16太小，溶液中Fe3+浓度太小，加KSCN溶液无明显现象，故无法检验。

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

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

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

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

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