Question

【題目】K3[Fe(C2O4)3]（三草酸合鐵酸鉀）可用于攝影和藍色印刷。工業上制備K3[Fe(C2O4)3]的反應原理如下：

氧化：6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4═4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3

轉化：2Fe(OH)3+3K2C2O4+3H2C2O4═2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O

（1）制備1mol三草酸合鐵酸鉀至少需要H2O2的物質的量為___。

（2）制備過程中需防止草酸被H2O2氧化，寫出草酸被H2O2氧化的化學方程式：___。

（3）K3[Fe(C2O4)3]·xH2O（三草酸合鐵酸鉀晶體）是一種光敏材料，為測定該晶體中草酸根的含量和結晶水的含量，某實驗小組進行了如下實驗：

①稱量9.820g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250mL溶液。

②取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，滴加KMnO4溶液至C2O42-全部轉化成CO2時，恰好消耗24.00mL0.1000molL－1KMnO4溶液。C2O42-被全部轉化的標志是___。

③計算該晶體的化學式，并寫出計算過程。___

Answer 1

【答案】0.5mol H2C2O2+H2O2=2CO2+2H2O 溶液由無色轉變為紫紅色，且30秒內不再變化 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O

【解析】

(1)由氧化及轉化反應可知，存在3H2O2～6K3[Fe(C2O4)3]；

(2)草酸被H2O2氧化生成二氧化碳和水；

(3)②C2O42﹣被全部轉化，高錳酸鉀過量，溶液由無色變為紫色；

③由Fe元素守恒計算25mL溶液中n(Fe3+)，然后計算9.82g草酸合鐵酸鉀晶體中n(Fe3+)，再根據電荷守恒計算n(K+)，晶體中m(H2O)＝9.82g﹣m(K+)﹣m(Fe3+)﹣m(C2O42﹣)，進而計算n(H2O)，從而確定其化學式。

(1)由氧化及轉化反應可知，存在3H2O2～6K3[Fe(C2O4)3]，則制備1mol三草酸合鐵酸鉀至少需要H2O2的物質的量為1mol×＝0.5mol；

(2)草酸被H2O2氧化的化學方程式為H2C2O2+H2O2＝2CO2+2H2O；

(3)C2O42﹣被全部轉化的標志是為溶液由無色轉變為紫紅色，且30秒內不再變化；

(4)消耗KMnO4的物質的量為0.1000mol/L×0.024L＝0.0024mol，由5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+＝2Mn2++8H2O+10CO2↑可知，n(C2O42﹣)＝0.024mol×＝0.006mol，250mL原溶液中C2O42﹣的物質的量為0.006mol×10＝0.06mol，則n[K3Fe(C2O4)3]＝0.06mol×＝0.02mol，m[K3Fe(C2O4)3]＝n[K3Fe(C2O4)3]M＝0.02×437＝8.74g，m(H2O)＝9.82﹣8.74＝2.28＝1.08g，n(H2O)＝＝0.06ml，即0.02x＝0.06，故x＝3，則該晶體的化學式為K3[Fe(C2O4)33H2O]。