Question

【題目】草酸合鐵(III)酸鉀晶體[K3[Fe(C2O4)3]·3H2O]是制備負載型活性鐵催化劑的主要原料。某科研團隊以硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]為原料制備草酸合鐵(III)酸鉀晶體的具體流程如圖：

回答下列問題：

（1）配制100mL1.00mol·L-1的硫酸亞鐵銨溶液。溶液配制過程中需用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒外，還有___。在配制時需加入適量稀硫酸的目的是___。

（2）取12.5mL硫酸亞鐵銨溶液于燒杯中，水浴加熱至100℃，緩緩滴入飽和H2C2O4溶液，有黃色沉淀(FeC2O4·2H2O)生成，反應(yīng)的離子方程式為___。

（3）在“酸溶”操作中，需保持溶液的pH為3.5，溶液中=___。(H2C2O4的Ka1=10-1.25，Ka2=10-4.27)。

（4）在“反應(yīng)”中，先維持40℃水浴加熱，滴加10mL6%H2O2溶液，一段時間后，再微沸2min；然后冷卻，繼續(xù)交替滴加H2C2O4和K2C2O4溶液直至溶液呈亮綠色。維持40℃水浴加熱使最終所得產(chǎn)品產(chǎn)率最高的原因是__，溶液微沸的目的是__。

（5）經(jīng)“步驟I”結(jié)晶、抽濾、洗滌、避光干燥，最終得到產(chǎn)品5.45g，產(chǎn)品的產(chǎn)率為____(保留1位小數(shù))。

（6）草酸合鐵(I)酸鉀晶體為光敏配合物，應(yīng)避光保存，光照時會發(fā)生光化學分解反應(yīng)生成草酸鉀和草酸亞鐵，同時有氣體生成，反應(yīng)的化學方程式為___。

Answer 1

【答案】膠頭滴管、100mL容量瓶 防止Fe2+和NH水解 Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+ 101.48 低于40℃氧化反應(yīng)速率太慢，高于40℃H2O2易分解 除去過量的H2O2 88.8% K3[Fe（C2O4）3]3H2O2K2C2O4+2FeC2O4+2CO2↑+6H2O

【解析】

硫酸亞鐵銨溶液在草酸的作用下，可溶解，再在過氧化氫的作用下，亞鐵離子被氧化為鐵離子，最終經(jīng)過洗滌、干燥得到晶體。

(1)配制100mL的硫酸亞鐵銨溶液，需要的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶，膠頭滴管；加入硫酸，提供酸性環(huán)境，可防止Fe2+和NH水解；

(2)硫酸亞鐵銨溶液，水浴加熱至100℃，滴入飽和H2C2O4溶液，有黃色沉淀(FeC2O4·2H2O)生成，反應(yīng)的離子方程式為：Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+；

(3)已知H2C2O4的，，又該溶液的pH為3.5，則溶液中；

(4)在“反應(yīng)”中，先維持40℃水浴加熱，滴加10mL6%H2O2溶液，一段時間后，再微沸2min；維持40℃水浴加熱的原因是低于40℃氧化反應(yīng)速率太慢，高于40℃時H2O2易分解；溶液微沸的目的是除去過量的H2O2；

(5)草酸合鐵(III)酸鉀晶體[K3[Fe(C2O4)3]·3H2O]由12.5mL1.00mol·L-1的硫酸亞鐵銨溶液制得，二者是1:1的關(guān)系，則草酸合鐵(III)酸鉀晶體的理論產(chǎn)量為，產(chǎn)品的產(chǎn)率為；

(6）草酸合鐵(I)酸鉀晶體光照時會發(fā)生光化學分解反應(yīng)生成草酸鉀和草酸亞鐵，同時有氣體生成，反應(yīng)的化學方程式為：K3[Fe（C2O4）3]3H2O2K2C2O4+2FeC2O4+2CO2↑+6H2O。