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【題目】某研究小組以綠礬為原料制備化合物A[KxFe(Ⅲ)y(C2O4)z·nH2O],并通過如下實驗步驟測定A的化學式

步驟1:準確稱取A樣品4.910g,干燥脫水至恒重,殘留物質量為4.370g;

步驟2:準確稱取A樣品4.910g置于錐形瓶中,加入足量的3.000mol·L1H2SO4溶液和適量蒸餾水,用0.5000mol·L1KMnO4溶液滴定,當MnO4恰好完全被還原為Mn2時,消耗KMnO4溶液的體積為24.00 mL;

步驟3:將步驟1所得固體溶于水,加入鐵粉0.2800g,恰好完全反應。

(1)①檢驗A中是否含有Fe2可選用的試劑是___(填字母)。

a.KSCN溶液 b.KMnO4溶液 c.氯水和KSCN溶液

②證明A中含有鉀元素的方法是____________________________________

(2)步驟2中發(fā)生反應的離子方程式為________________________________。

(3)通過計算確定化合物A的化學式(請寫出計算過程)。___________

【答案】c用潔凈的鉑絲沾取A樣品,在無色火焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃觀察若能看到紫色火焰,則證明A中含有K元素2MnO4+ 5C2O42+ 16H==2Mn2+10CO2↑+ 8H2On(H2O)=(4.910g-4.370g)/18g·mol1=0.03000mol,n(Fe3)=2n(Fe)=2×0.2800g/56 g·mol1=0.01000mol ,由方程式確定n(C2O42)=5/2×n(KMnO4)=5/2×0.5000mol·L1×0.02400L=0.03000mol ,根據(jù)離子電荷守恒:n(K)+3n(Fe3)=2n(C2O42) n(K)=0.03000mol ,n(K):n(Fe3):n(C2O42):n(H2O)=0.03000mol:0.01000mol:0.03000mol:0.03000mol=3:1:3:3,所以,x:y:z:n=3:1:3:3

【解析】

(1)①依據(jù)亞鐵離子的檢驗方法分析選項;a.KSCN溶液,遇到亞鐵離子不變色; b.酸性KMnO4溶液,遇到亞鐵離子褪色,草酸根離子也能使酸性KMnO4溶液褪色; c.氯水可將亞鐵離子氧化成鐵離子,再用KSCN溶液檢驗;

②用焰色反應,若火焰透過藍色鈷玻璃呈紫色,則說明含有鉀元素;

(2)反應中MnO4→Mn2+,Mn元素由+7價→+2價,得5個電子;C2O42-→CO2,C元素由+3價→+4價,一個C2O42-失去2個電子,化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數(shù);

(3)A樣品4.91g中,加入足量的3mol·L-1H2SO4溶液和適量蒸餾水,再加入0.50mol·L-1KMnO4溶液24.0mL,微熱,恰好完全反應:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可知:n(C2O42-)=5/2n(KMnO4),根據(jù)離子守恒求出n(K),樣品A[KxFe(Ⅲ)y(C2O4)z·nH2O]x:1:y:z:n=n(K):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O),據(jù)此求算A的化學式.

(1)①a.KSCN溶液,遇到亞鐵離子不變色,不能證明亞鐵離子的存在,故a錯誤;

b.酸性KMnO4溶液,遇到亞鐵離子褪色,可檢驗亞鐵離子的存在,但該溶液中含有草酸根離子和高錳酸鉀也能發(fā)生氧化還原反應,不能檢驗A中的亞鐵離子,故b錯誤;

c.取少量待測液,先加KSCN溶液,遇到亞鐵離子不變色,再加氯水,氯水可將亞鐵離子氧化成鐵離子,故溶液變成紅色,c正確;

故選c;

②鉀元素屬于堿金屬元素,通常用焰色反應進行檢驗,用潔凈的鉑絲沾取A樣品,在無色火焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃觀察,若能看到紫色火焰,則證明A中含有K元素;

(2)反應中MnO4→Mn2+,Mn元素由+7價→+2價,一得5個電子;C2O42-→CO2,C元素由+3價→+4價,一個C2O42-失去2個電子,化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數(shù)=10,由電子守恒和原子守恒可知,反應為5C2O42-+2MnO4+16H=10CO2↑+2Mn2++8H2O。

(4)n(H2O)=(4.910g-4.370g)/18g·mol1=0.03000mol,

n(Fe3)=2n(Fe)=2×0.2800g/56 g·mol1=0.01000mol ,由方程式確定n(C2O42)=5/2×n(KMnO4)=5/2×0.5000mol·L1×0.02400L=0.03000mol ,

根據(jù)離子電荷守恒:n(K)+3n(Fe3)=2n(C2O42) n(K)=0.03000mol ,n(K):n(Fe3):n(C2O42):n(H2O)=0.03000mol:0.01000mol:0.03000mol:0.03000mol=3:1:3:3,所以,x:y:z:n=3:1:3:3

AK3Fe(C2O43·3H2O。

練習冊系列答案
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(2)過濾后往濾液B中加入過量燒堿,得到沉淀C和濾液D;

(3)過濾后往濾液D中通入過量CO2,得到濾液E和沉淀F;

(4)過濾得到沉淀F,再灼燒沉淀得到氧化鋁,最后電解熔融氧化鋁。

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(1)往鋁土礦中加入過量燒堿,得到固體X和濾液Y;

(2)過濾后往濾液Y中加入過量鹽酸,得到硅酸沉淀和濾液K;

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(3)流程乙中,濾液N的溶質的主要成份是_______________(填化學式),寫出它的一種用途______________________。

(4)流程甲中,往濾液D中通入過量的CO2時反應的離子方程式為_________________

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