Question

18．K₃[Fe（C₂O₄）₃]（三草酸合铁酸钾）可用于摄影和蓝色印刷．工业上以H₂C₂O₄（草酸）、FeC₂O₄（草酸亚铁）、K₂C₂O₄（草酸钾）、双氧水等为原料制备K₂[Fe（C₂O₄）₃]的反应原理如下：
氧化：6FeC₂O₄+3H₂O₂₆K₂C₂O₄═4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃
转化：2Fe（OH）₃+3K₂C₂O₄+3H₂C₂O₄═2K₃[Fe（C₂O₄）₃]+6H₂O
（1）制备1mol 三草酸合铁酸钾至少需要H₂O₂的物质的量为0.75mol．
（2）制备过程中需防止草酸被H₂O₂氧化，写出草酸被H₂O₂氧化的化学方程式H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O．
（3）[K₃[Fe（C₂O₄）₃•xH₂O]（三草酸合铁酸钾晶体）是一种光敏材料，为测定该晶体中草酸根的含量和结晶水的含量，某实验小组进行了如下实验：
①称量9.820g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液．
②取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，滴加KMnO₄溶液至C₂O₄^2-全部转化成CO₂时，恰好消耗24.00mL 0.1000mol/L KMnO₄溶液．
计算该晶体的化学式，并写出计算过程．

Answer 1

分析 （1）根据6FeC₂O₄+3H₂O₂+6K₂C₂O₄═4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃中K₃[Fe（C₂O₄）₃]的量，求H₂O₂的物质的量；
（2）由草酸可作还原剂，H₂O₂作氧化剂，并根据元素守恒书写方程式；
（3）根据Fe元素守恒计算25mL溶液中n（Fe³⁺），进而计算9.82g草酸合铁酸钾晶体中n（Fe³⁺），再根据电荷守恒计算n（K⁺），晶体中m（H₂O）=9.82g-m（K⁺）-m（Fe³⁺）-m（C₂O₄^2-），进而计算n（H₂O），从而确定其化学式．

解答 解：（1）6FeC₂O₄+3H₂O₂+6K₂C₂O₄═4K₃[Fe（C₂O₄）₃]+2Fe（OH）₃
                                  3                                    4
                               0.75                                   1  
故答案为：0.75mol；
（2）草酸可作还原剂，H₂O₂作氧化剂，由元素、电子守恒可知方程式为H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O，
故答案为：H₂C₂O₄+H₂O₂=2CO₂↑+2H₂O；
（3）消耗KMnO4的物质的量为0.1000mol/L×0.024L=0.0024mol
依据化学方程式：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑
                             5             2
                          0.006       0.0024
可知：n（C₂O₄^2-）=0.006mol．
250mL原溶液中C₂O₄^2-的物质的量为0.006mol×10=0.06mol
则n[K₃Fe（C₂O₄）₃]=0.06mol×$\frac{1}{3}$=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）=$\frac{1.08}{18}$=0.06ml，
即0.02x=0.06，故x=3，
答：该晶体的化学式为K₃[Fe（C₂O₄）₃•3H₂O]．

点评 本题考查物质组成的测定、化学计算，侧重考查学生分析计算能力，需要学生具备扎实的基础，关键是确定各离子物质的量关系，难度稍大．