Question

【題目】K3[Fe(C2O4)3]·3H2O〔三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體〕是制備負載型活性鐵催化劑的主要原料，也是一些有機反應很好的催化劑。下圖是在實驗室制備K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的流程：

回答下列問題：

（1）步驟I中加入稀硫酸的目的是_______________。

步驟II中發(fā)生的主要化學反應為一可逆過程，其離子方程式為_______________。

常溫下，該反應的平衡常數(shù)K=_______________[已知常溫下：Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=5.4×10-5、Ksp(FeC2O4)=2.1×10-7]

（2）下列試劑均可將FeC2O4氧化為K3[Fe(C2O4)3]，最適宜作為“試劑a”的是_______________(填序號)

a．氯水b．酸性KMnO4溶液c．H2O2溶液d．稀硝酸

（3）使用托盤天平稱量制得的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的質量。天平平衡時，右盤內(nèi)砝碼的總質量為20 g．游碼示數(shù)如圖所示，則制得晶體的質量為___________g，該實驗中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的產(chǎn)率為_______________。(已知： K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的相對分子質量為491，FeSO4·7H2O的相對分子質量為278)

（4）某研究小組將K3[Fe(C2O4)3〕在一定條件下加熱分解后，利用下圖所示裝置(可重復使用)確認所得含碳元素的氣體產(chǎn)物為CO和CO2。

按氣流從左到右的方向，裝置的連接順序為_______________(填裝置序號) ；確認氣體產(chǎn)物中含CO的現(xiàn)象為_______________。

Answer 1

【答案】抑制Fe2+水解 Fe2++ H2C2O4FeC2O4↓+2H+ 14.4 c 21.9 44.6% DCDBAD A中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁

【解析】

（1） 步驟Ⅰ中：亞鐵離子在水溶液中水解：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，溶解的過程中要加入幾滴稀硫酸，目的是抑制Fe2+水解；

在步驟I制備的溶液中加入25mL飽和H2C2O4溶液，攪拌并加熱煮沸，晶體顆粒長大形成黃色FeC2O42H2O沉淀，離子方程式為Fe2++ H2C2O4FeC2O4↓+2H+；

Fe2++ H2C2O4FeC2O4↓+2H+的平衡常數(shù)K=，

根據(jù)H2C2O4H++ HC2O4-，HC2O4-H++ C2O42-，

K1=，K2=

根據(jù)的溶解平衡方程式：FeC2O4Fe2++ C2O42-，Ksp(FeC2O4)=c(Fe2+)c (C2O42-)，

可知，K===14.4，

故答案為：抑制Fe2+水解；Fe2++ H2C2O4FeC2O4↓+2H+；14.4；

（2）為了不引入雜質，將FeC2O4氧化為K3[Fe(C2O4)3]，最好需要雙氧水，

故選選c；

（3）根據(jù)題意和圖示，制得晶體的質量為21.9g；27.8gFeSO4·7H2O的物質的量為=0.1mol，根據(jù)鐵元素守恒，理論上可以生成0.1molK3[Fe(C2O4)3]·3H2O，質量為49.1g，K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的產(chǎn)率為×100%=44.6%，

故答案為：21.9；44.6%；

（4）二氧化碳能夠是澄清石灰水變渾濁，一氧化碳具有還原性，被氧化生成二氧化碳，因此首先檢驗二氧化碳，除凈二氧化碳后再檢驗一氧化碳，從左到右，裝置的連接順序為DCDBAD，當看到第一個澄清石灰水變渾濁，證明有二氧化碳，當看到A中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁，證明有一氧化碳，

故答案為：DCDBAD；A中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁。