Question

【題目】三草酸合-鐵(III)酸鉀K3 [Fe(C2O4)3]·3H2O (Mr=491)為綠色晶體，易溶于水，難溶于乙醇等有機(jī)溶劑。110℃下可失去結(jié)晶水，230℃時(shí)即分解，是制備負(fù)載型活性鐵催化劑的主要原料。以硫酸亞鐵銨為原料制備三草酸合鐵(III)酸鉀晶體的流程如下所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)室中也可用Fe3+鹽代替硫酸亞鐵銨來(lái)制備該晶體，需先用堿液沉淀Fe3+，若用同濃度的NaOH溶液或氨水通過(guò)相同操作來(lái)沉淀，選擇______能獲得顆粒較大的Fe(OH)3。

(2)氧化過(guò)程中采用水浴加熱，控制最佳溫度為40℃，理由是_______，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。氧化完全后需將所得溶液煮沸，目的是__________________。

(3)關(guān)于過(guò)程X的下列說(shuō)法中不正確的是________________。

A.可采用冷卻和向溶液中加入乙醇的方法促使晶體析出

B．為了快速得到較干燥的固體，可以采用抽濾的方法

C．洗滌晶體時(shí)，可先用少量水洗，再用乙醇洗

D．可用加熱烘干的方法得到較干燥的晶體

（4）為了分析產(chǎn)品純度，進(jìn)行如下操作：

準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品0.9350g，配制成250mL溶液。每次移取25.00mL置于錐形瓶中，加入足量稀H2SO4酸化，將C2O42-轉(zhuǎn)化為H2C2O4，用0.0100mol/LKMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，現(xiàn)象是_______。平行測(cè)定三次，消耗KMnO4的體積分別為20.02mL，19.98mL，20.00mL，則所得粗產(chǎn)品的純度為_________________。(已知：5 H2C2O4+2 MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O)

Answer 1

【答案】氨水溫度太低，反應(yīng)速率太慢；溫度太高，H2O2會(huì)分解6FeC2O4+6K2C2O4+3H2O2=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓除去過(guò)量的H2O2D溶液變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色。87.52%

【解析】本題考查工藝流程，從化學(xué)反應(yīng)原理的知識(shí)入手，（1）NaOH屬于強(qiáng)堿，NH3·H2O屬于弱堿，溶液中c(OH－)較小，形成氫氧化鐵沉淀較慢，可以形成較大顆粒，故選擇氨水；（2）H2O2受熱易分解，溫度高，過(guò)氧化氫分解，如果溫度過(guò)低，反應(yīng)速率慢；參與氧化過(guò)程的物質(zhì)有FeC2O4、K2C2O4和H2O2，生成物是Fe(OH)3、K3[Fe(C2O4)]3，反應(yīng)是：FeC2O4＋K2C2O4＋H2O2→Fe(OH)3＋K3[Fe(C2O4)]3，FeC2O4中Fe的化合價(jià)由＋2價(jià)→＋3價(jià)，化合價(jià)升高1價(jià)，H2O2中氧由－1價(jià)→－2價(jià)，化合價(jià)降低1價(jià)，共降低2價(jià)，然后根據(jù)原子守恒配平其他，即6FeC2O4+6K2C2O4+3H2O2=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3；所加H2O2過(guò)量，煮沸的目的是除去過(guò)量的H2O2；（3）A、得到產(chǎn)物是帶有結(jié)晶水的物質(zhì)時(shí)，采用冷卻的方法， 三草酸合鐵酸鉀不溶于乙醇，使用乙醇，減少三草酸合鐵酸鉀溶解，使之析出，故說(shuō)法正確；B、為了快速得到較干燥的固體，可以采用抽濾的方法，減少結(jié)晶水的損失，故說(shuō)法正確；C、用乙醇洗滌，減少三草酸合鐵酸鉀的損失，同時(shí)乙醇易揮發(fā)，故說(shuō)法正確；D、用加熱的方法烘干，容易造成晶體失去結(jié)晶水，故說(shuō)法錯(cuò)誤；（4）現(xiàn)象是：滴入最后一滴溶液，溶液變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色；平均消耗的KMnO4的體積為(20.02＋19.98＋20.00)/3mL=20.00mL，根據(jù)離子反應(yīng)方程式，產(chǎn)品中晶體的質(zhì)量為：20.00×10－3×0.0100×5×491×250/(2×25×3)g=0.8183g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8183/0.9350×100%=87.52% 。