Question

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K_a1=5.9×10^-2，K_a2=6.5×10^-5；K_sp(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_____。

Answer

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

【解析】

（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。