Question

易溶于水的三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O可用于攝影和藍(lán)色印刷．以廢舊鐵屑（含少量CuO、Fe₂O₃等雜質(zhì)）為原料的制備流程如圖1：
（1）操作3發(fā)生的氧化還原反應(yīng)至少有

 

個(gè)．操作5中試劑H₂O₂的作用是

 

?
（2）濾液中主要含F(xiàn)eSO₄，需加入少量的H₂SO₄酸化，目的是

 

．若要使含F(xiàn)eSO₄溶液中得到綠礬晶體（FeSO₄?7H₂O）．必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是

 

 （按順序填寫）．
a．過濾洗滌    b．蒸發(fā)濃縮  c．冷卻結(jié)晶    d．灼燒  e．干燥
（3）三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體在110℃可完全失去結(jié)晶水，繼續(xù)升高溫度可發(fā)生分解反應(yīng)．
①分解得到的氣體產(chǎn)物用如圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
裝置檢查氣密性后，先通一段時(shí)間N₂，其目的為

 

．結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)先熄滅酒精燈再通入N₂至常溫，其目的為

 

．實(shí)驗(yàn)過程中觀察到B、F中澄清石灰水都變渾濁．E中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物是

 

．
②分解得到的固體產(chǎn)物含有K₂CO₃、FeO、Fe，加水溶解、過濾、洗滌、干燥，得到含鐵樣品．學(xué)生甲、乙、丙分別設(shè)計(jì)了下列三種實(shí)驗(yàn)方案對(duì)該樣品進(jìn)行物質(zhì)含量測(cè)定．
【甲】ag樣品

足量稀硝酸

攪拌

溶液

足量NaOH

攪拌

過濾洗滌

烘干灼燒

得固體bg
【乙】ag樣品

足量稀硫酸

攪拌

測(cè)量氣體體積

量氣測(cè)得氣體體積V_amL
【丙】ag樣品

足量稀鹽酸

溶解配制

250mL溶液

每次取25mL溶液

用酸性KMnO4溶液滴定

三次平均消耗0.10mol/L酸性KMnO₄
你認(rèn)為以上方案中，

 

方案無法確定樣品的組成，理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鐵屑、CuO、Fe₂O₃等可以和硫酸反應(yīng)得到硫酸亞鐵、硫酸鐵以及硫酸銅的混合溶液，雙氧水具有氧化性，能將亞鐵離子氧化；
（2）FeSO₄溶液中亞鐵離子會(huì)水解，加酸可以抑制水解，根據(jù)硫酸亞鐵溶液得到綠礬晶體的操作來回答；
（3）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理生成的金屬銅能被氧氣氧化，應(yīng)將裝置中的空氣排凈，注意裝置的倒吸現(xiàn)象；
②高錳酸鉀具有氧化性，能將氯離子氧化，這樣會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比三項(xiàng)試驗(yàn)方案得到結(jié)論．

解答： 解：鐵屑、CuO、Fe₂O₃等可以和硫酸反應(yīng)得到硫酸亞鐵、硫酸鐵以及硫酸銅的混合溶液，向其中加入草酸，可以得到草酸亞鐵晶體，再加入雙氧水，可以將草酸亞鐵氧化為草酸鐵，在草酸以及草酸鉀的作用下得到三草酸合鐵酸鉀晶體K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O．
（1）鐵屑、CuO、Fe₂O₃都可以和硫酸反應(yīng)得到硫酸亞鐵、硫酸鐵以及硫酸銅的混合溶液，操作3發(fā)生的氧化還原反應(yīng)：金屬鐵和硫酸的反應(yīng)，金屬鐵和硫酸銅之間的反應(yīng)，金屬鐵和硫酸鐵之間的反應(yīng)，即至少有3個(gè)，雙氧水具有氧化性，能將亞鐵離子氧化，操作5中試劑H₂O₂的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，
故答案為：3；將亞鐵離子氧化為鐵離子；
（2）FeSO₄溶液中亞鐵離子會(huì)水解，加酸可以抑制水解，硫酸亞鐵溶液得到綠礬晶體的操作蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥，
故答案為：防止亞鐵離子水解；bcae；
（3）①三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體在110℃可完全失去結(jié)晶水，繼續(xù)升高溫度可發(fā)生分解反應(yīng)，根據(jù)元素守恒推測(cè)得到的產(chǎn)物可能是K₂CO₃、FeO、Fe、CO₂、CO，一氧化碳還原氧化銅，得到的金屬銅可被氧氣氧化，所以實(shí)驗(yàn)開始先通一段時(shí)間N₂，將裝置中的空氣排凈，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為防止倒吸，應(yīng)該先熄滅酒精燈再通入N₂至常溫，實(shí)驗(yàn)過程中觀察到B、F中澄清石灰水都變渾濁，即證明二氧化碳產(chǎn)生，E中有紅色固體生成，證明還原性的氣體一氧化碳的產(chǎn)生，
故答案為：排除裝置中的空氣，防止干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果；防止倒吸；CO₂、CO；
②在實(shí)驗(yàn)方案丙中，先是用鹽酸溶解，最后加入高錳酸鉀后，高錳酸鉀具有氧化性，能將亞鐵離子以及氯離子氧化，這樣會(huì)導(dǎo)致得到的亞鐵離子的含量偏高，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無法確定樣品的組成，故答案為：方案丙；使用鹽酸溶解樣品，氯離子也可以被高錳酸根離子氧化．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道物質(zhì)的分離和提純的實(shí)驗(yàn)操作以及計(jì)算知識(shí)的綜合考查題，涉及的知識(shí)較多，綜合性強(qiáng)，難度大．