Question

K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O〔三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体〕是制备负载型活性铁催化剂的主要原料，也是一些有机反应很好的催化剂。下图是在实验室制备K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的流程：

回答下列问题：

（1）步骤I中加入稀硫酸的目的是_______________。

步骤II中发生的主要化学反应为一可逆过程，其离子方程式为_______________。

常温下，该反应的平衡常数K=_______________[已知常温下：K_a1(H₂C₂O₄)=5.6×10-2、K_a2(H₂C₂O₄)=5．4×10^-5、K_sp(FeC₂O₄)=2．1×10^-7]

（2）下列试剂均可将FeC₂O₄氧化为K₃[Fe(C₂O₄)₃]，最适宜作为“试剂a”的是_______________(填序号)

a．氯水b．酸性KMnO₄溶液c． H₂O₂溶液d．稀硝酸

（3）使用托盘天平称量制得的K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的质量。天平平衡时，右盘内砝码的总质量为20 g．游码示数如图所示，则制得晶体的质量为___________g，该实验中K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的产率为_______________。(已知： K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O的相对分子质量为491，FeSO₄·7H₂O的相对分子质量为278)

（4）某研究小组将K₃[Fe(C₂O₄)₃〕在一定条件下加热分解后，利用下图所示装置(可重复使用)确认所得含碳元素的气体产物为CO和CO₂。

按气流从左到右的方向，装置的连接顺序为_______________(填装置序号) ；确认气体产物中含CO的现象为_______________。

Answer

（1）抑制Fe2+水解；Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+；14．4；

（2）c；（3）21．9；44．6%；

（4）DCDBAD；A中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊；

【解析】

试题分析：（1） 步骤Ⅰ中：亚铁离子在水溶液中水【解析】
Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，溶解的过程中要加入几滴稀硫酸，目的是抑制Fe2+水解；

在步骤I制备的溶液中加入25mL饱和H2C2O4溶液，搅拌并加热煮沸，晶体颗粒长大形成黄色FeC2O4•2H2O沉淀，离子方程式为Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+；

Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+的平衡常数K=，

根据H2C2O4H+ + HC2O4-，HC2O4-H+ + C2O42-，

K1=，K2=

根据的溶解平衡方程式：FeC2O4 Fe2++ C2O42-，Ksp(FeC2O4)=c(Fe2+)c (C2O42-)，

可知，K===14．4，

故答案为：抑制Fe2+水解；Fe2+ + H2C2O4FeC2O4↓+2H+；14．4；

（2）为了不引入杂质，将FeC2O4氧化为K3[Fe(C2O4)3]，最好需要双氧水，故选选c；

（3）根据题意和图示，制得晶体的质量为21．9g；27.8gFeSO4·7H2O的物质的量为=0.1mol，根据铁元素守恒，理论上可以生成0.1molK3[Fe(C2O4)3]·3H2O，质量为49.1g，K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的产率为×100%=44．6%，故答案为：21．9；44．6%；

（4）二氧化碳能够是澄清石灰水变浑浊，一氧化碳具有还原性，被氧化生成二氧化碳，因此首先具有二氧化碳，除净二氧化碳后再检验一氧化碳，从左到右，装置的连接顺序为DCDBAD，当看到第一个澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳，当看到A中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊，证明有一氧化碳，故答案为：DCDBAD；A中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊。

考点：考查了物质制备的工艺流程、物质检验的实验方案的设计的相关知识。