
命题点 物质的定性检测
[全国Ⅱ高考]K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:
(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3] 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为 FeC2O4+K3[Fe(CN)6]KFe3[Fe(CN)6]+K2C2O4 。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按如图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是 隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有 CO2 、 CO 。
③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气 。
④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是 取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3 。
(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是 粉红色出现且半分钟内不恢复原色 。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为×100% 。
解析 (1)发生的显色反应的化学方程式为FeC2O4+K3[Fe(CN)6]KFe[Fe(CN)6]+K2C2O4。(2)①实验时通入N2,不仅能隔绝空气,排除空气的干扰,还能使反应产生的气体全部进入后续装置。②实验中装置B中澄清石灰水变浑浊,说明三草酸合铁酸钾的热分解产物中含有CO2,经NaOH溶液可除去CO2,气体经浓硫酸干燥后,与灼热的CuO反应,得到单质Cu,且由装置F中现象可知装置E中又生成CO2,由此可判断热分解产物中还含有CO。③为防止倒吸,实验结束后,应先熄灭装置A、E两处的酒精灯,冷却后停止通入氮气。④要检验装置A中残留固体中含有Fe2O3,可取少量装置A中残留固体,加入足量稀硫酸或稀盐酸溶解,再滴入少许KSCN溶液,溶液中出现红色,即可确定残留固体中含有Fe2O3。(3)①KMnO4能将样品溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,将C2氧化成CO2,达到滴定终点时,KMnO4稍过量,溶液中出现粉红色且半分钟内不恢复原色。②加入过量锌粉能将溶液中Fe3+还原为Fe2+,酸化后Fe2+与KMnO4溶液反应,根据化合价变化可找出关系式为5Fe2+~Mn,根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe2+)=c mol·L-1×V×10-3 L×5=5×10-3cV mol,则该晶体中铁元素的质量分数为×100%=×100%。