三草*合鐵*鉀[K3Fe(C2O4)3•3H2O]是製備負載型活*鐵催化劑的主要原料。某化學小組探究用廢鐵屑（...

問題詳情：

三草*合鐵*鉀[K3Fe(C2O4)3•3H2O]是製備負載型活*鐵催化劑的主要原料。某化學小組探究用廢鐵屑（含少量-2價S元素）為原料製備三草*合鐵（Ⅲ）*鉀晶體。具體流程如圖：

已知：①(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O為藍綠*晶體，FeC2O4·2H2O為難溶於水的黃*晶體，K3Fe(C2O4)3·3H2O為可溶於水、難溶於乙醇的翠綠*晶體。

②25℃時，[Fe(C2O4)3]3-(aq)+SCN-(aq)[Fe(SCN)]2+(aq)+3C2O(aq)   K=6.31×10-17。

③[Fe(SCN)]2+(aq)為血紅*。

回答下列問題：

（1）三草*合鐵*鉀[K3Fe(C2O4)3•3H2O]中鐵的化合價是_____。

（2）廢鐵屑中加入10%NaOH並加熱的目的是__。

（3）為防止汙染空氣，反應所產生的“廢氣”可選擇__淨化處理。(填選項)

A．H2O        B．NaOH溶液         C．鹽*        D．CuSO4溶液

（4）寫出淺綠*懸濁液中加入飽和H2C2O4生成黃*沉澱的化學方程式：__。

（5）製備過程中加入6%H2O2的目的是__，溫度保持70~80℃，採用的合適加熱方式是__。

（6）獲得翠綠晶體的*作①是___。

（7）用乙醇洗滌晶體的原因是___。

（8）某同學欲檢驗所制晶體中的Fe（Ⅲ），取少量晶體放入試管中，加蒸餾水使其充分溶解，再向試管中滴入幾滴0.1mol•L-1KSCN溶液。請判斷上述實驗方案是否可行並說明理由：___。

【回答】

+3    去除廢鐵屑表面的油汙    BD    (NH4)2Fe(SO4)2•6H2O+H2C2O4=FeC2O4•2H2O+(NH4)2SO4+H2SO4+4H2O    將Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ）    水浴加熱    加熱濃縮，冷卻結晶，過濾    為了除去晶體表面殘留的水分且防止晶體溶解損失    否，因為[Fe(C2O4)3]3-轉化為[Fe(SCN)]2+反應的平衡常數小於1.0×10-5，觀察不到明顯現象，所以無法檢驗   

【分析】

廢鐵屑先用熱的NaOH溶液除去表面的油汙，然後加入稀硫*，鐵和稀硫*反應生成硫*亞鐵，-2價S元素遇*轉變為有毒氣體H2S，H2S可以用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收。得到的硫*亞鐵溶液中加入氨水，生成(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O，再加入飽和H2C2O4，生成難溶於水的黃*晶體FeC2O4·2H2O，過濾後向沉澱中加入飽和K2C2O4，然後加入6%H2O2溶液，使Fe（Ⅱ）被氧化成Fe（Ⅲ），再加入飽和H2C2O4，得到K3Fe(C2O4)3溶液，溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾得到K3Fe(C2O4)3·3H2O晶體，用乙醇洗滌，乾燥後得到純淨的K3Fe(C2O4)3·3H2O。

【詳解】

(1)三草*合鐵*鉀[K3Fe(C2O4)3•3H2O]中鉀為+1價，碳為+3價，氧為-2價，根據正負化合價代數和為0的原則，可計算出鐵的化合價是+3價。

(2)廢鐵屑長期露置於空氣中，表面會有油汙，加熱時油汙可以在鹼*環境下徹底水解，所以加入10%NaOH並加熱的目的是去除廢鐵屑表面的油汙。

(3)廢鐵屑中-2價S元素遇*轉變為有毒氣體H2S，H2S是**氣體，能溶於鹼溶液，可以用NaOH溶液吸收，H2S也可以和硫*銅溶液反應生成CuS沉澱，所以也可以用CuSO4溶液吸收，故選BD。

(4)淺綠*懸濁液中有(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O，加入飽和H2C2O4生成黃*沉澱FeC2O4·2H2O，化學方程式為：(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O+H2C2O4=FeC2O4•2H2O+(NH4)2SO4+H2SO4+4H2O。

(5)黃*沉澱是FeC2O4·2H2O，其中鐵是+2價，要製備的K3Fe(C2O4)3•3H2O中鐵是+3價，所以需要將Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），所以加入6%H2O2的目的是將Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），溫度保持70~80℃，採用的合適加熱方式是水浴加熱。

(6)從K3Fe(C2O4)3溶液中獲得K3Fe(C2O4)3·3H2O晶體，需經蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾。

(7)由於K3Fe(C2O4)3·3H2O難溶於乙醇，所以用乙醇洗滌，既可以除去晶體表面殘留的水分，又能防止晶體溶解損失。

(8)根據[Fe(C2O4)3]3-(aq)+SCN-(aq)[Fe(SCN)]2+(aq)+3C2O42－ (aq)  K=6.31×10-17，因為[Fe(C2O4)3]3-轉化為[Fe(SCN)]2+反應的平衡常數小於1.0×10-5，觀察不到明顯現象，所以無法檢驗所制晶體中是否含Fe（Ⅲ）。

【點睛】

從溶液中獲得晶體的方法有蒸發結晶和冷卻結晶。對於溶解度受溫度影響不大的物質，如NaCl，就可以通過蒸發結晶的方法獲得晶體，對於溶解度受溫度影響較大的物質如KNO3，需要通過冷卻熱飽和溶液的方法獲得晶體。如果從溶液中獲得帶結晶水的晶體如CuSO4•5H2O等，也需要通過蒸發濃縮、冷卻結晶的方法獲得晶體，如果直接加熱蒸發，結晶水容易失去。

知識點：常見物質的製備

題型：實驗,探究題