题目
三草酸合铁（Ⅲ）酸钾（K3[Fe（C2O4）3]•3H2O）是一种经典的光敏剂，也是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。用废铁铬（含少量Al2O3、Fe2O3）先制备草酸铁，然后再制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾。Ⅰ.制备草酸亚铁过量废铁屑 碳酸钠 K2C2O4-|||-稀硫酸 反应I 调节pH 过滤 FeSO4 反应Ⅱ → 过滤 →FeC2O4·2H2O溶液-|||-滤渣已知：部分氢氧化物沉淀时溶液的pH如下表： 沉淀物 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Al（OH）3 开始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 （1）加入过量废铁屑的主要目的是 ____ （双选）。A.提高铁的利用率B.除去溶液中的Fe3+C.防止Fe2+被氧化D.抑制Fe2+的水解（2）加入少量Na2CO3后，混合溶液pH范围应调控在 ____ 。A.3.2以下B.3.2∼3.4C.4.4∼7.5D.7.5以上（3）写出反应Ⅱ的离子方程式： ____ 。（4）关于K2C2O4溶液中有关离子浓度的说法正确的是 ____ （不定项）。A.[K+]+[H+]=2[C2(O)_(4)^2-]+[HC2(O)_(4)^-]+[OH-]B.2[K+]=[C2(O)_(4)^2-]+[HC2(O)_(4)^-]+[H2C2O4]C.[HC2(O)_(4)^-]+[H2C2O4]+[H+]=[OH-]D.对溶液进行稀释，[C2(O)_(4)^2-]与[HC2(O)_(4)^-]的比值变小Ⅱ.制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾步骤一：在草酸亚铁固体中，加入饱和K2C2O4溶液；步骤二：保持恒温40℃，边搅拌边缓慢加入3%H2O2溶液，直至氧化完全；步骤三：将溶液加热至沸，加入饱和H2C2O4溶液，溶液转为绿色，获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液。（5）从步骤三所得溶液获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体的操作依次为水浴浓缩、 ____ 、 ____ ，然后用乙醇淋洗。（6）步骤二使用H2O2做氧化剂，其优点是 ____ ；滴加H2O2时需保持恒温40℃，原因是 ____ 。（7）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中存在如下过程：[Fe（C2O4）3]3-（aq）⇌Fe3+（aq）+C2(O)_(4)^2-（aq），某同学想检验C2(O)_(4)^2-的存在，结合CaC2O4属于难溶电解质的特点，他向三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中加入CaCl2溶液，并未看到有沉淀生成。从平衡角度解释上述现象 ____ 。Ⅲ.三草酸合铁（Ⅲ）酸钾含量测定测定三草酸合铁（Ⅲ）酸钾样品纯度的方法如下：称取样品0.2415g，放入250mL锥形瓶中，加入25mL水和5mL1mol•L-1H2SO4，用0.0200mol•L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，反应原理为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O（8）确认滴定终点的操作是 ____ 。（9）若最终消耗KMnO4标准溶液23.19mL，则样品纯度为 ____ （精确到0.1%）。（已知K3[Fe（C2O4）3]•3H2O的摩尔质量为491g•mol-1）
三草酸合铁（Ⅲ）酸钾（K3[Fe（C2O4）3]•3H2O）是一种经典的光敏剂，也是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。用废铁铬（含少量Al2O3、Fe2O3）先制备草酸铁，然后再制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾。
Ⅰ.制备草酸亚铁
已知：部分氢氧化物沉淀时溶液的pH如下表：
（1）加入过量废铁屑的主要目的是 ____ （双选）。
A.提高铁的利用率
B.除去溶液中的Fe3+
C.防止Fe2+被氧化
D.抑制Fe2+的水解
（2）加入少量Na2CO3后，混合溶液pH范围应调控在 ____ 。
A.3.2以下
B.3.2∼3.4
C.4.4∼7.5
D.7.5以上
（3）写出反应Ⅱ的离子方程式： ____ 。
（4）关于K2C2O4溶液中有关离子浓度的说法正确的是 ____ （不定项）。
A.[K+]+[H+]=2[C2${O}_{4}^{2-}$]+[HC2${O}_{4}^{-}$]+[OH-]
B.2[K+]=[C2${O}_{4}^{2-}$]+[HC2${O}_{4}^{-}$]+[H2C2O4]
C.[HC2${O}_{4}^{-}$]+[H2C2O4]+[H+]=[OH-]
D.对溶液进行稀释，[C2${O}_{4}^{2-}$]与[HC2${O}_{4}^{-}$]的比值变小
Ⅱ.制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾
步骤一：在草酸亚铁固体中，加入饱和K2C2O4溶液；
步骤二：保持恒温40℃，边搅拌边缓慢加入3%H2O2溶液，直至氧化完全；
步骤三：将溶液加热至沸，加入饱和H2C2O4溶液，溶液转为绿色，获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液。
（5）从步骤三所得溶液获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体的操作依次为水浴浓缩、 ____ 、 ____ ，然后用乙醇淋洗。
（6）步骤二使用H2O2做氧化剂，其优点是 ____ ；滴加H2O2时需保持恒温40℃，原因是 ____ 。
（7）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中存在如下过程：[Fe（C2O4）3]3-（aq）⇌Fe3+（aq）+C2${O}_{4}^{2-}$（aq），某同学想检验C2${O}_{4}^{2-}$的存在，结合CaC2O4属于难溶电解质的特点，他向三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中加入CaCl2溶液，并未看到有沉淀生成。从平衡角度解释上述现象 ____ 。
Ⅲ.三草酸合铁（Ⅲ）酸钾含量测定
测定三草酸合铁（Ⅲ）酸钾样品纯度的方法如下：
称取样品0.2415g，放入250mL锥形瓶中，加入25mL水和5mL1mol•L-1H2SO4，用0.0200mol•L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，反应原理为：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
（8）确认滴定终点的操作是 ____ 。
（9）若最终消耗KMnO4标准溶液23.19mL，则样品纯度为 ____ （精确到0.1%）。
（已知K3[Fe（C2O4）3]•3H2O的摩尔质量为491g•mol-1）
Ⅰ.制备草酸亚铁
已知：部分氢氧化物沉淀时溶液的pH如下表：
| 沉淀物 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Al（OH）3 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
A.提高铁的利用率
B.除去溶液中的Fe3+
C.防止Fe2+被氧化
D.抑制Fe2+的水解
（2）加入少量Na2CO3后，混合溶液pH范围应调控在 ____ 。
A.3.2以下
B.3.2∼3.4
C.4.4∼7.5
D.7.5以上
（3）写出反应Ⅱ的离子方程式： ____ 。
（4）关于K2C2O4溶液中有关离子浓度的说法正确的是 ____ （不定项）。
A.[K+]+[H+]=2[C2${O}_{4}^{2-}$]+[HC2${O}_{4}^{-}$]+[OH-]
B.2[K+]=[C2${O}_{4}^{2-}$]+[HC2${O}_{4}^{-}$]+[H2C2O4]
C.[HC2${O}_{4}^{-}$]+[H2C2O4]+[H+]=[OH-]
D.对溶液进行稀释，[C2${O}_{4}^{2-}$]与[HC2${O}_{4}^{-}$]的比值变小
Ⅱ.制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾
步骤一：在草酸亚铁固体中，加入饱和K2C2O4溶液；
步骤二：保持恒温40℃，边搅拌边缓慢加入3%H2O2溶液，直至氧化完全；
步骤三：将溶液加热至沸，加入饱和H2C2O4溶液，溶液转为绿色，获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液。
（5）从步骤三所得溶液获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体的操作依次为水浴浓缩、 ____ 、 ____ ，然后用乙醇淋洗。
（6）步骤二使用H2O2做氧化剂，其优点是 ____ ；滴加H2O2时需保持恒温40℃，原因是 ____ 。
（7）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中存在如下过程：[Fe（C2O4）3]3-（aq）⇌Fe3+（aq）+C2${O}_{4}^{2-}$（aq），某同学想检验C2${O}_{4}^{2-}$的存在，结合CaC2O4属于难溶电解质的特点，他向三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中加入CaCl2溶液，并未看到有沉淀生成。从平衡角度解释上述现象 ____ 。
Ⅲ.三草酸合铁（Ⅲ）酸钾含量测定
测定三草酸合铁（Ⅲ）酸钾样品纯度的方法如下：
称取样品0.2415g，放入250mL锥形瓶中，加入25mL水和5mL1mol•L-1H2SO4，用0.0200mol•L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，反应原理为：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
（8）确认滴定终点的操作是 ____ 。
（9）若最终消耗KMnO4标准溶液23.19mL，则样品纯度为 ____ （精确到0.1%）。
（已知K3[Fe（C2O4）3]•3H2O的摩尔质量为491g•mol-1）
题目解答
答案
解：（1）亚铁离子容易被空气中氧气氧化，且溶液中铁离子能和铁生成亚铁离子，故加入过量废铁屑的主要目的是：提高铁的利用率、除去溶液中的Fe2+、防止Fe2+被氧化，
故答案为：ABC；
（2）加入少量Na2CO3后，需要将铝离子转化为沉淀而亚铁离子不沉淀，结合表可知，混合溶液pH范围应调控在4.4～7.5，
故答案为：C；
（3）反应Ⅱ为硫酸亚铁和草酸钾得到草酸亚铁晶体沉淀，反应为Fe2++C2${O}_{4}^{2-}$+2H2O=FeC2O4•2H2O↓，
故答案为：Fe2++C2${O}_{4}^{2-}$+2H2O=FeC2O4•2H2O↓；
（4）A．由电荷守恒可知，.[K+]+[H+]=2[C2${O}_{4}^{2-}$]+[HC2${O}_{4}^{-}$]+[OH-]，故A正确；
B．由物料守恒可知，[K+]=2[C2${O}_{4}^{2-}$]+2[HC2${O}_{4}^{-}$]+2[H2C2O4]，故B错误；
C．由质子守恒可知，[HC2${O}_{4}^{-}$]+2[H2C2O4]+[H+]=[OH-]，故C错误；
D．$\frac{c（{C}_{2}{O}_{4}^{2-}）}{c（H{C}_{2}{O}_{4}^{-}）}$=$\frac{{K}_{a2}}{{K}_{w}}$，K2C2O4溶液显碱性，对溶液进行稀释，溶液的碱性变弱，则氢氧根离子浓度减小，故[C2${O}_{4}^{2-}$]与[HC2${O}_{4}^{-}$]的比值变小，故D正确；
故答案为：AD；
（5）从步骤三所得溶液获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体的操作依次为水浴浓缩、冷却结晶、过滤，然后用乙醇淋洗，
故答案为：冷却结晶；过滤；
（6）过氧化氢作为氧化剂，反应后生成水，不引入其它杂质，由于过氧化氢不稳定，受热易分解，故滴加H2O2时需保持恒温40℃，
故答案为：反应后生成水，不引入其它杂质；过氧化氢不稳定，受热易分解；
（7）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中加入CaCl2溶液，并未看到有沉淀生成，原因是加入钙离子后Q（CaC2O4）＜Ksp（CaC2O4），不足以使CaC2O4（s）⇌Ca2+（aq）+C2${O}_{4}^{2-}$（aq）平衡向生成草酸钙沉淀的方向移动，故无沉淀生成，
故答案为：加入钙离子后Q（CaC2O4）＜Ksp（CaC2O4），不足以使CaC2O4（s）⇌Ca2+（aq）+C2${O}_{4}^{2-}$（aq）平衡向生成草酸钙沉淀的方向移动，故无沉淀生成；
（8）高锰酸钾溶液为紫色溶液，和草酸反应生成锰离子，锰离子无色故确认滴定终点的操作是：最后半滴标准液加入后，溶液变红色，且半分钟内不褪色，
故答案为：最后半滴标准液加入后，溶液变红色，且半分钟内不褪色；
（9）由根据2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O和三草酸合铁（Ⅲ）酸钾化学式，样品纯度为$\frac{0.0200mol/L×23.19×1{0}^{-3}L×\frac{5}{2}×\frac{1}{3}×491g/mo}{0.2415g}$×100%≈78.6%，
故答案为：78.6%。
故答案为：ABC；
（2）加入少量Na2CO3后，需要将铝离子转化为沉淀而亚铁离子不沉淀，结合表可知，混合溶液pH范围应调控在4.4～7.5，
故答案为：C；
（3）反应Ⅱ为硫酸亚铁和草酸钾得到草酸亚铁晶体沉淀，反应为Fe2++C2${O}_{4}^{2-}$+2H2O=FeC2O4•2H2O↓，
故答案为：Fe2++C2${O}_{4}^{2-}$+2H2O=FeC2O4•2H2O↓；
（4）A．由电荷守恒可知，.[K+]+[H+]=2[C2${O}_{4}^{2-}$]+[HC2${O}_{4}^{-}$]+[OH-]，故A正确；
B．由物料守恒可知，[K+]=2[C2${O}_{4}^{2-}$]+2[HC2${O}_{4}^{-}$]+2[H2C2O4]，故B错误；
C．由质子守恒可知，[HC2${O}_{4}^{-}$]+2[H2C2O4]+[H+]=[OH-]，故C错误；
D．$\frac{c（{C}_{2}{O}_{4}^{2-}）}{c（H{C}_{2}{O}_{4}^{-}）}$=$\frac{{K}_{a2}}{{K}_{w}}$，K2C2O4溶液显碱性，对溶液进行稀释，溶液的碱性变弱，则氢氧根离子浓度减小，故[C2${O}_{4}^{2-}$]与[HC2${O}_{4}^{-}$]的比值变小，故D正确；
故答案为：AD；
（5）从步骤三所得溶液获得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体的操作依次为水浴浓缩、冷却结晶、过滤，然后用乙醇淋洗，
故答案为：冷却结晶；过滤；
（6）过氧化氢作为氧化剂，反应后生成水，不引入其它杂质，由于过氧化氢不稳定，受热易分解，故滴加H2O2时需保持恒温40℃，
故答案为：反应后生成水，不引入其它杂质；过氧化氢不稳定，受热易分解；
（7）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾溶液中加入CaCl2溶液，并未看到有沉淀生成，原因是加入钙离子后Q（CaC2O4）＜Ksp（CaC2O4），不足以使CaC2O4（s）⇌Ca2+（aq）+C2${O}_{4}^{2-}$（aq）平衡向生成草酸钙沉淀的方向移动，故无沉淀生成，
故答案为：加入钙离子后Q（CaC2O4）＜Ksp（CaC2O4），不足以使CaC2O4（s）⇌Ca2+（aq）+C2${O}_{4}^{2-}$（aq）平衡向生成草酸钙沉淀的方向移动，故无沉淀生成；
（8）高锰酸钾溶液为紫色溶液，和草酸反应生成锰离子，锰离子无色故确认滴定终点的操作是：最后半滴标准液加入后，溶液变红色，且半分钟内不褪色，
故答案为：最后半滴标准液加入后，溶液变红色，且半分钟内不褪色；
（9）由根据2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O和三草酸合铁（Ⅲ）酸钾化学式，样品纯度为$\frac{0.0200mol/L×23.19×1{0}^{-3}L×\frac{5}{2}×\frac{1}{3}×491g/mo}{0.2415g}$×100%≈78.6%，
故答案为：78.6%。