备战高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)含答案解析

备战高考化学化学反应原理(大题培优 易错 难题)含答案解析

一、化学反应原理

1．三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是一种绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂，光照或受热易分解。实验室要制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O并测定C2O4的含量。请回答下列相关问题。 I．FeC2O4·2H2O的制备

向烧杯中加入5.0g(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、15mL蒸馏水、1mL3moL/L的硫酸，加热溶解后加入25mL饱和H2C2O4溶液，继续加热并搅拌一段时间后冷却，将所得FeC2O4·2H2O晶体过滤、洗涤。

（1）制备FeC2O4·2H2O时，加入3mol／L硫酸的作用是________________________。 II．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的制备

向I中制得的FeC2O4·2H2O晶体中加入10mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40℃，缓慢加入过量3％的H2O2溶液并不断搅拌，溶液中产生红褐色沉淀，H2O2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间，然后滴加饱和H2C2O4溶液使红褐色沉淀溶解。向溶液中再加入10mL无水乙醇，过滤、洗涤、干燥。

（2）制备过程中有两个反应会生成K3[Fe(C2O4)3]，两个化学方程式依次是：______________________、2Fe(OH)3+3K2C2O4+3H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O。 （3）H2O2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。 III．C2O4含量的测定

称取0.22gⅡ中制得的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体于锥形瓶中，加入50mL蒸馏水和15mL3mol／L的硫酸，用0.02000mol／L的标准KMnO4溶液滴定，重复3次实验平均消耗的KMnO4溶液体积为25.00mL。

（4）滴定时KMnO4溶液应盛放在_____________(填仪器名称)中，判断滴定终点的依据是_________________。

（5）滴定终点时，所得溶液中的溶质除硫酸外，还有__________________________(写化学式)，K3[Fe(C2O4)3]·3H2O样品中C2O4的质量分数是____________________。 【答案】抑制Fe2?的水解（答案合理即可）

2-2-2-6FeC2O4?6K2C2O4?3H2O240℃4K3??Fe?C2O4?3???2Fe?OH?3? 分解过量的H2O2（答案合理即可） 酸式滴定管 最后一滴标准KMnO4溶液滴入后，溶液变为浅

红色且30s不再改变 K2SO4、MnSO4、Fe2?SO4?3 50% 【解析】 【分析】

（1）制备FeC2O4?2H2O时，加入3mol/L硫酸的作用是抑制Fe2?的水解； （2）根据信息第一个生成K3[Fe(C2O4)3]的化学方程式是

6FeC2O4?6K2C2O4?3H2O240℃4K3??Fe?C2O4?3???2Fe?OH?3?；

（3）为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的H2O2分解； （4）KMnO4溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶；

（5）草酸根被氧化生成二氧化碳，高锰酸根离子中的Mn被还原生成Mn2?，所以溶液中除过量硫酸外，还有K2SO4、MnSO4和Fe2?SO4?3；由题给数据计算可得。 【详解】

（1）(NH4)2Fe(SO4)2为强酸弱碱盐，NH4+、Fe2?在溶液中水解使溶液成酸性，加入少量的2H2O的制备，故答案为：抑制Fe2+的水解； 稀硫酸可以抑制Fe2+的水解，有利于FeC2O4·

（2）由题给信息可知，FeC2O4和K2C2O4在40℃条件下与双氧水反应生成K3[Fe(C2O4)3]和氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为

6FeC2O4?6K2C2O4?3H2O240℃4K3??Fe?C2O4?3???2Fe?OH?3?，故答案为：6FeC2O4?6K2C2O4?3H2O240℃4K3??Fe?C2O4?3???2Fe?OH?3?；

（3）由于加入了过量的H2O2，为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的

H2O2分解，故答案为：分解过量的H2O2；

（4）KMnO4溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶，应盛放在酸式滴定管中；当完全反应时，再滴入一滴酸性高锰酸钾溶液，溶液会变为浅红色，且半分钟不褪色，故答案为：酸式滴定管；最后一滴标准KMnO4溶液滴入后，溶液变为浅红色且30s不再改变；

（5）草酸根被氧化生成二氧化碳，高锰酸根离子中的Mn被还原生成Mn2?，所以溶液中除过量硫酸外，还有K2SO4、MnSO4和Fe2?SO4?3三种溶质；由题意可知，

2?K3??Fe?C2O4?3???3H2O晶体中C2O4的质量为

?0.025L?0.02mol/L?2.5?88g/mol?0.11g，则C2O24的质量分数为

0.11g0.22g×100%=50%，故答案为：K2SO4、MnSO4、Fe2?SO4?3；50%。

2．某研究学习小组要制备一种在水中溶解度很小的黄色化合物?Fex?C2O4?y?zH2O?，

??并用滴定法测定其组成。已知H2C2O4在温度高于90℃时易发生分解。实验操作如下： 步骤一：将图甲分液漏斗中的草酸溶液滴入锥形瓶内，可生成黄色沉淀；

步骤二：称取黄色产物0.844ng于锥形瓶中，加入足量的硫酸并水浴加热至70n85℃。待固体全部溶解后，用胶头滴管吸出一滴溶液点在点滴板上，用铁氰化钾溶液检验，无蓝色沉淀产生；

步骤三：用0.0800nmol/LKMnO4标准液滴定步骤二所得的溶液；

步骤四：向步骤三滴定后的溶液中加足量的Zn粉和硫酸溶液，几分钟后用胶头滴管吸出一滴点在点滴板上，用KSCN溶液检验，若不显红色，过滤除去Zn粉，并用稀硫酸洗涤Zn粉，将洗涤液与滤液合并，用0.0800nmol/LKMnO4标准液滴定，用去高锰酸钾标准液

10.00nmL。

(1)步骤一中将沉淀从反应混合物中分离出来的操作名称是________。

(2)步骤二中水浴加热并控制温度70n85℃的理由是________，加铁氰化钾溶液无蓝色沉淀产生，此操作的目的是________。

(3)步骤三盛装KMnO4标准液的滴定管在滴定前后的液面如图乙所示，则消耗KMnO4标准液的体积为________，该滴定管为________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。

(4)步骤四中滴定时发生反的离子方程式为________。若不合并洗涤液，则消耗KMnO4标准液的体积将________(填“增大”“减小”或“不变”)。由以上数据计算黄色化合物的化学式为________。

【答案】过滤 加快固体溶解，防止草酸分解 证明溶液中无Fe2?存在，防止Fe2?干扰草酸的测定 25.00mL 酸式 5Fe2??3??MnO??Mn2??4H2O 减小 4?8H?5FeFe4?C2O4?5?10H2O

【解析】 【详解】

(1)固液分离的方法为过滤，故答案为：过滤；

(2)水浴加热可加快固体溶解，控制温度70～85n?C可防止草酸分解；

2?2??zH2O??Fex?C2O4?y??中的铁元素可能含有Fe，Fe与KMnO4反应，高锰酸钾滴定

草酸时，需要排除Fe2?的干扰，故答案为：加快固体溶解，防止草酸分解；证明溶液中无

Fe2?存在，防止Fe2?干扰草酸的测定；

(3)滴定前读数为0.80nmL，滴定后读数为25.80nmL，则消耗KMnO4溶液的体积为

25.00nmL；KMnO4具有强氧化性，应用酸式滴定管，故答案为：25.00nmL；酸

式；

(4)步骤四中滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2??8H??5Fe3??Mn2??4H2O，洗涤

液中含有Fe2?，若不合并，消耗KMnO4标准液的体积减小；根据方程式可知，

?3nFe2??5nMnO??5?0.0800nmol/L?10nmL?10 L/mL?4?10?3 mol，4????n?H2C2O4??，

55?nMnO4??0.0800nmol/L?25nmL?10?3L/mL?5?10?3 mol22??n?H2O??0.844ng?4?10?3mol?56g?5?10?3mol?88ng/molmol?0.01nmol，18ng/mol