Question

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

（1）結晶時應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的名稱是過濾、洗滌．
Ⅱ組成測定：稱取一定質量的晶體置于錐形瓶中，加入足量的蒸餾水和稀H₂SO₄，將C₂O₄^2-轉化為H₂C₂O₄后用0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液滴定，當消耗KMnO₄溶液24.00mL時恰好完全反應；再向溶液中加入適量的還原劑，恰好將Fe³⁺完全轉化為Fe²⁺，用KMnO₄溶液繼續滴定，當Fe²⁺完全氧化時，用去KMnO₄溶液4.00mL．相關反應的化學方程式如下：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（3）配制100mL 0.1000mol?L^-1KMnO₄溶液及滴定實驗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）．兩個滴定中，終點時溶液顏色為紫紅色，且30 秒內不變色．
（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）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前一步是冷卻結晶，結晶后自然要將晶體與母液分離，所以需要過濾，晶體表面有吸附的雜質，洗滌后再進行重結晶提純；
（3）題目中明確說道包含物質的量溶液配制和滴定實驗，所以需要容量瓶和滴定管，關鍵是要準確寫出“250mL容量瓶”．而KMnO₄溶液有強氧化性，需用酸式滴定管盛放．終點顏色的判斷，需要準確理解該滴定實驗的原理，該實驗是氧化還原滴定，終點時KMnO₄溶液恰好過量一滴，溶液會顯紫紅色．
（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^-），根據化學式，可求得y的值，根據化合價代數和為0計算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）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前一步是冷卻結晶，結晶后自然要將晶體與母液分離，所以需要過濾，晶體表面有吸附的雜質，洗滌后再進行重結晶提純，
故答案為：過濾、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，滴定實驗還需要滴定管，KMnO₄溶液有強氧化性，可以發生橡皮管，需用酸式滴定管盛放；
該實驗是氧化還原滴定，終點時KMnO₄溶液恰好過量一滴，溶液會顯紫紅色，30秒內不變色，
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；
根據化合價代數和為0可知：x+3+3×（-2）=0，解得：x=3，
故答案為：3．

點評 本題考查物質制備方案的設計，題目濃度中等，涉及物質制備、溶液配制、氧化還原反應滴定與計算等知識，根據制備流程明確制備原理為解答關鍵，試題培養了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．