Question

水合草酸亚铁(FeC₂O₄·xH₂O)在制药工业上有广泛应用。以莫尔盐[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]为原料制备FeC₂O₄·xH₂O，并探究其性质。回答下列问题：

已知：草酸亚铁晶体为淡黄色粉末，难溶于水，溶于稀酸；pH>4时，Fe²⁺容易被氧化。

I.制备FeC₂O₄·xH₂O(如图)

（1）加入H₂SO₄的目的是__。

（2）制备步骤的离子方程式是__。

（3）一系列操作是__。

II.探究FeC₂O₄·xH₂O的分解产物：CO₂、CO(如图)

（4）装置D的作用是__，证明分解产物中存在CO的现象是__。

（5）从绿色化学角度考虑，实验存在不足之处，指出并提出解决方案：__。

III.定量测定FeC₂O₄·xH₂O的化学式[M(FeC₂O₄)=144]

操作步骤：准确称取mg草酸亚铁晶体，溶于V₁mL、c₁mol·L^-1的H₂SO₄溶液中，加热，用KMnO₄标准溶液滴定至终点，加入锌粉将Fe³⁺恰好全部还原为Fe²⁺，然后用c₂mol·L^-1KMnO₄标准溶液滴定至终点，记录消耗KMnO₄标准溶液的体积为V₂mL。

（6）第二次使用KMnO₄标准溶液滴定的离子方程式为__。

（7）x=_(用字母表示)。

Answer

降低pH，防止Fe2+被氧化和水解 Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4·xH2O+2H+ 过滤，洗涤，干燥 检验CO2是否已除尽 F中生成红色固体，G中澄清石灰水变浑浊 有毒的CO尾气未处理，G后接酒精灯点燃或吸收CO的尾气处理装置 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

【解析】

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

Ⅱ．检验CO2、CO的混合物，需要先用B装置检验CO2的存在，用C装置中的NaOH溶液除去混合气体中的CO2，用D装置检验CO2是否除尽，防止对后续实验造成干扰，E装置干燥气体，通过F和G装置的实验现象检验CO的存在；

Ⅲ．第一次加入高锰酸钾后，将Fe2+和C2O42-氧化成Fe3+和CO2，加入锌粉还原Fe3+后，第二次加入高锰酸钾仅氧化Fe2+。

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

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

(2)制备步骤的离子方程式是Fe2++H2C2O4+xH2O=FeC2O4·xH2O+2H+；

(3)一系列的操作是将FeC2O4·xH2O分离提纯的过程，由于难溶于水，则需要过滤，洗涤，干燥得到产品；

Ⅱ．检验CO2、CO的混合物，需要先用B装置检验CO2的存在，用C装置中的NaOH溶液除去混合气体中的CO2，用D装置检验CO2是否除尽，防止对后续实验造成干扰，E装置干燥气体，通过F和G装置的实验现象检验CO的存在；

(4)装置D的作用是检验CO2是否已除尽，若存在CO，CO与F中氧化铜反应生成单质铜和CO2，G中澄清石灰水变浑浊；

(5)CO有毒，该实验没有尾气处理装置，应该在G后用酒精灯点燃或接吸收CO的尾气处理装置；

Ⅲ．第一次加入高锰酸钾后，将Fe2+和C2O42-氧化成Fe3+和CO2，加入锌粉还原Fe3+后，第二次加入高锰酸钾仅氧化Fe2+；

(6)第二次使用KMnO4标准溶液滴定的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；

(7)由化学方程式中各物质的物质的量关系可得：

=

解得x=。