Question

8．化合物K_xFe（C₂O₄）_y?3H₂O（Fe為+3價(jià)）是一種光敏材料，實(shí)驗(yàn)室可以用如下的方法來(lái)制備這種材料并測(cè)定這種材料的組成．
Ⅰ制備：

（1）結(jié)晶時(shí)應(yīng)將溶液用冰水冷卻并在黑暗處等待晶體的析出，這樣操作的原因是用冰水冷卻有利于析出更多的晶體、黑暗可以防止晶體分解；
（2）操作Ⅲ的名稱是過(guò)濾、洗滌．
Ⅱ組成測(cè)定：稱取一定質(zhì)量的晶體置于錐形瓶中，加入足量的蒸餾水和稀H₂SO₄，將C₂O₄^2-轉(zhuǎn)化為H₂C₂O₄后用0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液滴定，當(dāng)消耗KMnO₄溶液24.00mL時(shí)恰好完全反應(yīng)；再向溶液中加入適量的還原劑，恰好將Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，用KMnO₄溶液繼續(xù)滴定，當(dāng)Fe²⁺完全氧化時(shí)，用去KMnO₄溶液4.00mL．相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（3）配制100mL 0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液及滴定實(shí)驗(yàn)中所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、錐形瓶外還有250mL容量瓶、酸式滴定管；（填儀器名稱）．兩個(gè)滴定中，終點(diǎn)時(shí)溶液顏色為紫紅色，且30 秒內(nèi)不變色．
（4）該化合物K_xFe（C₂O₄）_y?3H₂O中，x=3．

Answer 1

分析 （1）由題目信息可知，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•zH₂O（Fe為+3價(jià)）是一種光敏感材料，推知黑暗是為了防止晶體見光分解；
（2）操作Ⅲ前一步是冷卻結(jié)晶，結(jié)晶后自然要將晶體與母液分離，所以需要過(guò)濾，晶體表面有吸附的雜質(zhì)，洗滌后再進(jìn)行重結(jié)晶提純；
（3）題目中明確說(shuō)道包含物質(zhì)的量溶液配制和滴定實(shí)驗(yàn)，所以需要容量瓶和滴定管，關(guān)鍵是要準(zhǔn)確寫出“250mL容量瓶”．而KMnO₄溶液有強(qiáng)氧化性，需用酸式滴定管盛放．終點(diǎn)顏色的判斷，需要準(zhǔn)確理解該滴定實(shí)驗(yàn)的原理，該實(shí)驗(yàn)是氧化還原滴定，終點(diǎn)時(shí)KMnO₄溶液恰好過(guò)量一滴，溶液會(huì)顯紫紅色．
（4）由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，n（Fe³⁺）=5n（MnO₄^-），由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知n（C₂O₄^2-）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-），根據(jù)化學(xué)式，可求得y的值，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算x的值．

解答 解：（1）由題目信息可知，化合物K_xFe（C₂O₄）_y•zH₂O（Fe為+3價(jià)）是一種光敏感材料，推知黑暗是為了防止晶體見光分解，用冰水冷卻降低溶解度，有利于析出更多的晶體，
故答案為：用冰水冷卻有利于析出更多的晶體、黑暗可以防止晶體分解；
（2）操作Ⅲ前一步是冷卻結(jié)晶，結(jié)晶后自然要將晶體與母液分離，所以需要過(guò)濾，晶體表面有吸附的雜質(zhì)，洗滌后再進(jìn)行重結(jié)晶提純，
故答案為：過(guò)濾、洗滌；
Ⅱ．（3）配制250mL 0.10mol•L^-1KMnO₄溶液，由已有的儀器可知，還需要250mL容量瓶；由已有的儀器可知，滴定實(shí)驗(yàn)還需要滴定管，KMnO₄溶液有強(qiáng)氧化性，可以發(fā)生橡皮管，需用酸式滴定管盛放；
該實(shí)驗(yàn)是氧化還原滴定，終點(diǎn)時(shí)KMnO₄溶液恰好過(guò)量一滴，溶液會(huì)顯紫紅色，30秒內(nèi)不變色，
故答案為：250mL容量瓶、酸式滴定管； 紫紅；
（4）由MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，n（Fe³⁺）=5n（MnO₄^-）=5×0.002L×0.10mol•L^-1=0.001mol，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，n（C₂O₄^2-）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=$\frac{5}{2}$×0.012L×0.10mol•L^-1=0.003mol，則：0.001mol：0.003mol=1：y，解得：y=3；
根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知：x+3+3×（-2）=0，解得：x=3，
故答案為：3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)，題目濃度中等，涉及物質(zhì)制備、溶液配制、氧化還原反應(yīng)滴定與計(jì)算等知識(shí)，根據(jù)制備流程明確制備原理為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>