Question

草酸合铁酸钾晶体[K_aFe_b（C₂O₄）_c?xH₂O]（Fe呈+3价）是一种光敏材料，为测定该晶体中草酸根的含量和结晶水的含量，某实验小组实验步骤为：
（1）称量9.820g草酸合铁酸钾晶体，配置成250mL溶液．
（2）取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，滴加酸性KMnO₄溶液至C₂O₄^2-全部转化成CO₂，同时MnO₄^-被转化成Mn²⁺，恰好消耗0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液24.00mL
（3）另取所配溶液25.00mL，向其中加入过量的NaOH溶液，振荡使其充分反应，待沉淀完全后，过滤，洗涤并灼烧，最终得到红色固体质量0.16g．
（已知：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O）
则该晶体的化学式为：

 

（写出计算过程）

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：根据5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O计算25mL溶液中n（C₂O₄^2-），进而计算9.82g草酸合铁酸钾晶体中n（C₂O₄^2-）．溶液加入过量NaOH溶液，得到沉淀为氢氧化铁，灼烧得到氧化铁，根据Fe元素守恒计算25mL溶液中n（Fe³⁺），进而计算9.82g草酸合铁酸钾晶体中n（Fe³⁺），再确定b、c关系，根据电荷守恒判断a与b、c关系，进而计算n（K⁺），晶体中m（H₂O）=9.82g-m（K⁺）-m（Fe³⁺）-m（C₂O₄^2-），进而计算n（H₂O），再计算a：b：c：x确定化学式．

解答： 解：根据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，则9.82g草酸合铁酸钾晶体中n（C₂O₄^2-）=0.006mol×

250mL

25mL

=0.06mol；
溶液加入过量NaOH溶液，得到沉淀为氢氧化铁，灼烧得到氧化铁，根据Fe元素守恒，25mL溶液中n（Fe³⁺）=
2n（Fe₂O₃）=2×

0.16g

160g/mol

=0.002mol，9.82g草酸合铁酸钾晶体中n（Fe³⁺）=0.002mol×

250mL

25mL

=0.02mol，
则b：c=0.02mol：0.06mol=1：3，则c=3b；
由电荷守恒可知，a+3b=2c，则a=3b，则9.82g草酸合铁酸钾晶体中n（K⁺）=3n（Fe³⁺）=0.06mol，
则9.82g草酸合铁酸钾晶体中m（H₂O）=9.82g-0.06mol×39g/mol-0.02mol×56g/mol-0.06mol×88g/mol=1.08g，则n（H₂O）=

1.08g

18g/mol

=0.06mol，则x：b=0.06mol：0.02mol=3：1，故x=3b，
故a：b：c：x=3b：b：3b：3b=3：1：3：3，
故该晶体的化学式为K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O
故答案为：K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

点评：本题考查物质组成的测定、化学计算，侧重考查学生分析计算能力，需要学生具备扎实的基础，关键是确定各离子物质的量关系，难度稍大．