Question

【題目】某研究小組以綠礬為原料制備化合物A[KxFe（Ⅲ）y（C2O4）znH2O]，并通過如下實驗步驟測定A的化學式：
步驟1：準確稱取A樣品4.910g，干燥脫水至恒重，殘留物質量為4.370g；
步驟2：準確稱取A樣品4.910g置于錐形瓶中，加入足量的3.000molL﹣1的H2SO4溶液和適量蒸餾水，用0.5000molL﹣1的KMnO4溶液滴定，當MnO4﹣恰好完全被還原為Mn2+時，消耗KMnO4溶液的體積為24.00mL；
步驟3：將步驟1所得固體溶于水，加入鐵粉0.2800g，恰好完全反應．
（1）①檢驗A中是否含有Fe2+可選用的試劑是（填字母）．
a．KSCN溶液 b．KMnO4溶液 c．K3[Fe（CN）6]溶液
②證明A中含有鉀元素的方法是 ．
（2）步驟2中發生反應的離子方程式為 ．
（3）通過計算確定化合物A的化學式（請寫出計算過程）．

Answer 1

【答案】
（1）c；用潔凈的鉑絲沾取A樣品，在無色火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，若能看到紫色火焰，則證明A中含有K元素
（2）2MnO4﹣+5C2O42﹣+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
（3）解：n（H2O）= =0.03000mol，n（Fe3+）=2n（Fe）=2× =0.01000mol，由方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O知：n（C2O42﹣）= ×n（KMnO4）= ×0.5000mol/L×0.02400L=0.03000mol，根據離子電荷守恒：n（K+）+3n（Fe3+）=2n（C2O42﹣），n（K+）=0.03000mol，n（K+）：n（Fe3+）：n（C2O42﹣）：n（H2O）=0.03000mol：0.01000mol：0.03000mol：0.03000mol=3：1：3：3，所以：x：y：z：n=3：1：3：3，A為K3Fe（C2O4）33H2O，

答：化合物A的化學式為：K3Fe（C2O4）33H2O

【解析】解：（1.）①a．KSCN溶液，遇到亞鐵離子不變色，不能證明亞鐵離子的存在，故a錯誤；
b．酸性KMnO4溶液，遇到亞鐵離子褪色，可以檢驗亞鐵離子的存在，但該溶液中含有草酸根離子，草酸根離子和高錳酸鉀也能發生氧化還原反應，所以不能檢驗A中的亞鐵離子，故b錯誤；
c．K3[Fe（CN）6]溶液遇到亞鐵離子變藍色，可以證明亞鐵離子的存在，故c正確；
所以答案是：c；
②鉀元素屬于堿金屬元素，通常用焰色反應進行檢驗，用潔凈的鉑絲沾取A樣品，在無色火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，若能看到紫色火焰，則證明A中含有K元素，
所以答案是：用潔凈的鉑絲沾取A樣品，在無色火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，若能看到紫色火焰，則證明A中含有K元素；
（2.）反應中MnO4﹣→Mn2+ ， Mn元素由+7價→+2價，一得5個電子；C2O42﹣→CO2 ， C元素由+3價→+4價，一個C2O42﹣失去2個電子，化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數=10，由電子守恒和原子守恒可知，反應為5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，
所以答案是：2MnO4﹣+5C2O42﹣+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O；