Question

K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。实验室用莫尔盐[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O]制备K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O具体流程如图：

回答下列问题：

(1)步骤②滴加过量6%H₂O₂，生成红褐色胶状沉淀，该反应的化学方程式为___。生成的沉淀不易过滤，过滤前需要的操作是___。

(2)步骤③将Fe(OH)₃加入到KHC₂O₄溶液中，水浴加热，控制pH为3.5-4，若pH偏高应加入适量___（填“H₂C₂O₄”或“K₂C₂O₄”）。

(3)步骤④的操作是___、过滤。得到的晶体依次用少量冰水、95%乙醇洗涤，用95%乙醇洗涤的目的是___。

(4)测定K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O中铁的含量。

①称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H₂SO₄酸化，用cmol·L^-1KMnO₄溶液滴定至终点。滴定反应的氧化产物为___。滴定时，盛放高锰酸钾溶液的仪器是___（“酸式”或“碱式”）滴定管。

②向上述溶液中加入过量锌粉至将铁元素全部还原为Fe²⁺后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H₂SO₄酸化，用cmol·L^-1KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液VmL。该样品中铁的质量分数的表达式为___。

Answer

2Fe(OH)2+H2O2==2Fe(OH)3 煮沸 H2C2O4 蒸发浓缩、冷却结晶 除去晶体表面的水分 CO2 酸式

【解析】

莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]中加入NaOH，发生的反应①为Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2；加入H2O2，发生反应②为Fe(OH)2与H2O2反应生成Fe(OH)3；在反应③中，Fe(OH)3固体与KHC2O4反应，生成K3[Fe(C2O4)3]溶液；将溶液蒸发结晶便可得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体，再洗涤干燥，从而获得纯净的晶体。

(1)步骤②滴加过量6%H2O2，将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3红褐色胶状沉淀，该反应的化学方程式为2Fe(OH)2+H2O2==2Fe(OH)3。生成的沉淀呈胶状，不易过滤，过滤前需要加热煮沸以破坏其胶状结构，操作是煮沸。答案为：2Fe(OH)2+H2O2==2Fe(OH)3；煮沸；

(2)步骤③若pH偏高，则应加酸将pH降低，所以应加入适量H2C2O4。答案为：H2C2O4；

(3)步骤④是从溶液中提取溶质，操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。得到的晶体依次用少量冰水、95%乙醇洗涤，因结晶水合物受热易失去结晶水，所以用95%乙醇洗涤，目的是除去晶体表面的水分，防止晶体受热失去结晶水。答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；除去晶体表面的水分；

(4)①滴定时，H2C2O4被氧化生成CO2，反应的氧化产物为CO2。滴定时，因高锰酸钾会腐蚀橡皮管，所以盛放高锰酸钾溶液的仪器是酸式滴定管。答案为：CO2；酸式；

②Fe3+被Zn还原为Fe2+，Fe2+被KMnO4氧化生成Fe3+，关系式为5Fe3+——5Fe2+——KMnO4，则n(Fe3+)=cmol·L-1×V×10-3L×5=5×10-3cVmol，该样品中铁的质量分数的表达式为=。答案为：。