Question

【題目】水合草酸亞鐵(FeC2O4·xH2O)在制藥工業上有廣泛應用。以莫爾鹽[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為原料制備FeC2O4·xH2O，并探究其性質。回答下列問題：

已知：草酸亞鐵晶體為淡黃色粉末，難溶于水，溶于稀酸；pH>4時，Fe2+容易被氧化。

I.制備FeC2O4·xH2O(如圖)

（1）加入H2SO4的目的是__。

（2）制備步驟的離子方程式是__。

（3）一系列操作是__。

II.探究FeC2O4·xH2O的分解產物：CO2、CO(如圖)

（4）裝置D的作用是__，證明分解產物中存在CO的現象是__。

（5）從綠色化學角度考慮，實驗存在不足之處，指出并提出解決方案：__。

III.定量測定FeC2O4·xH2O的化學式[M(FeC2O4)=144]

操作步驟：準確稱取mg草酸亞鐵晶體，溶于V1mL、c1mol·L-1的H2SO4溶液中，加熱，用KMnO4標準溶液滴定至終點，加入鋅粉將Fe3+恰好全部還原為Fe2+，然后用c2mol·L-1KMnO4標準溶液滴定至終點，記錄消耗KMnO4標準溶液的體積為V2mL。

（6）第二次使用KMnO4標準溶液滴定的離子方程式為__。

（7）x=_(用字母表示)。

Answer 1

【答案】降低pH，防止Fe2+被氧化和水解 Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4·xH2O+2H+ 過濾，洗滌，干燥 檢驗CO2是否已除盡 F中生成紅色固體，G中澄清石灰水變渾濁 有毒的CO尾氣未處理，G后接酒精燈點燃或吸收CO的尾氣處理裝置 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

【解析】

Ⅰ．莫爾鹽[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]溶于水后溶液中存在NH4+、Fe2+、SO42-離子，Fe2+離子易水解且易被氧化，加入H2SO4酸化可以防止Fe2+離子被氧化和水解，與H2C2O4反應制得FeC2O4·xH2O；

Ⅱ．檢驗CO2、CO的混合物，需要先用B裝置檢驗CO2的存在，用C裝置中的NaOH溶液除去混合氣體中的CO2，用D裝置檢驗CO2是否除盡，防止對后續實驗造成干擾，E裝置干燥氣體，通過F和G裝置的實驗現象檢驗CO的存在；

Ⅲ．第一次加入高錳酸鉀后，將Fe2+和C2O42-氧化成Fe3+和CO2，加入鋅粉還原Fe3+后，第二次加入高錳酸鉀僅氧化Fe2+。

Ⅰ．莫爾鹽[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]溶于水后溶液中存在NH4+、Fe2+、SO42-離子，Fe2+離子易水解且易被氧化，加入H2SO4酸化可以防止Fe2+離子被氧化和水解，與H2C2O4反應制得FeC2O4·xH2O；

(1)根據題目信息可得，加入H2SO4的目的是降低pH，防止Fe2+被氧化和水解；

(2)制備步驟的離子方程式是Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4·xH2O+2H+；

(3)一系列的操作是將FeC2O4·xH2O分離提純的過程，由于難溶于水，則需要過濾，洗滌，干燥得到產品；

Ⅱ．檢驗CO2、CO的混合物，需要先用B裝置檢驗CO2的存在，用C裝置中的NaOH溶液除去混合氣體中的CO2，用D裝置檢驗CO2是否除盡，防止對后續實驗造成干擾，E裝置干燥氣體，通過F和G裝置的實驗現象檢驗CO的存在；

(4)裝置D的作用是檢驗CO2是否已除盡，若存在CO，CO與F中氧化銅反應生成單質銅和CO2，G中澄清石灰水變渾濁；

(5)CO有毒，該實驗沒有尾氣處理裝置，應該在G后用酒精燈點燃或接吸收CO的尾氣處理裝置；

Ⅲ．第一次加入高錳酸鉀后，將Fe2+和C2O42-氧化成Fe3+和CO2，加入鋅粉還原Fe3+后，第二次加入高錳酸鉀僅氧化Fe2+；

(6)第二次使用KMnO4標準溶液滴定的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；

(7)由化學方程式中各物質的物質的量關系可得：

=

解得x=。