1、
草酸亚铁晶体(FeC2O4•xH2O)在电池工业、制药、照片显影等方面有重要作用。在实验室中用制备草酸亚铁并研究其性质,具体流程如图:
已知:常温下,pH>4时,Fe2+容易被氧化;H2C2O4的Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.5×10-5;Ksp(FeC2O4•xH2O)=3.2×10-7
回答下列问题:
(1)步骤①用水溶解的过程中,加入少量稀H2SO4的作用是_____。
(2)步骤②中加入的H2C2O4属于_____酸,生成固体I的离子反应方程式为_____。
(3)步骤③中先用水洗涤,再用乙醇洗涤,其目的是_____。
(4)步骤④是检验草酸亚铁晶体加热分解后的产物H2O、CO、CO2,首先检验的气体为_____,然后将剩余气体依次通过_____(填序号,装置可重复使用)→尾气处理。实验前需要将装置中的空气排尽,理由是_____。
(5)步骤⑤采用滴定分析法测定FeC2O4•xH2O中x的值。取0.18g样品溶于稀硫酸配成100.00mL溶液,取20.00mL于锥形瓶中,用0.0100mol•L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液12.00mL。滴定终点的现象为_____,x值为_____。
抑制Fe2+水解,防止氧化 二元弱酸 Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4•xH2O↓+2H+ 除去表面杂质,易于干燥 H2O CDCBAC或CDBAC 防止爆炸 滴加最后一滴,溶液由无色变成浅红色,且半分钟不褪色 2
(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O晶体,加稀硫酸溶解,滴入几滴稀硫酸防止亚铁离子水解,加入草酸沉淀亚铁离子,过滤得到草酸亚铁晶体(FeC2O4•xH2O),过滤,再用无水乙醇洗涤2~3次,干燥,加热得固体ⅡFeC2O4,草酸亚铁晶体与KMnO4溶液反应得溶液Ⅲ。
(1)溶液中亚铁离子水解,加入少量硫酸,抑制亚铁离子水解,防止其被氧化;
(2)H2C2O4属于二元弱酸,反应②是H2C2O4和Fe2+生成固体ⅠFeC2O4⋅xH2O,离子反应方程式为:Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4•xH2O↓+2H+;
(3)先用水洗涤再用乙醇洗涤,洗涤除去晶体表面附着的硫酸盐等杂质,用乙醇洗涤,乙醇具有挥发性,可以使FeC2O4⋅xH2O快速干燥;
故答案为:除去晶体表面附着的杂质,易于干燥;
(4)验证生成的产物中有氧化铁、H2O、CO、CO2,因大部分物质的验证需要经过水溶液,因此验证水放在第一位,无水硫酸铜与水反应得到五水硫酸铜,颜色由白色变为蓝色;CO通入到氧化铜固体中将又有CO2生成,从而验证CO2的存在放在CO前面,所以顺序为:CDCBAC或CDBAC;实验前需要将装置中的空气排尽,否则加热不纯的可燃气体,易发生爆炸;
故答案为:H2O;CDCBAC或CDBAC;防止爆炸;
(5)KMnO4溶液呈紫色,反应完毕,当滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色,即达滴定终点;
FeC2O4⋅xH2O+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O,反应中铁元素化合价+2价升高为+3价,碳元素化合价+3价升高为+4价,电子转移1+1×2=3,锰元素化合价+7价降低为+2价,电子转移5,最小公倍数15,结合守恒找出数量关系:,x=2;
故答案为:当滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟不褪色;x=2。
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