高考化学化学反应原理(大题培优)及详细答案

高考化学化学反应原理(大题培优)及详细答案

一、化学反应原理

1．三草酸合铁酸钾K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 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K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 并测定2-

24C O 的含量。请回答下列相关问题。

I ．FeC 2O 4·2H 2O 的制备

向烧杯中加入5.0g(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、15mL 蒸馏水、1mL3moL/L 的硫酸，加热溶解后加入25mL 饱和H 2C 2O 4溶液，继续加热并搅拌一段时间后冷却，将所得FeC 2O 4·2H 2O 晶体过滤、洗涤。

（1）制备FeC 2O 4·2H 2O 时，加入3mol ／L 硫酸的作用是________________________。 II ．K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 的制备

向I 中制得的FeC 2O 4·2H 2O 晶体中加入10mL 饱和K 2C 2O 4溶液，水浴加热至40℃，缓慢加入过量3％的H 2O 2溶液并不断搅拌，溶液中产生红褐色沉淀，H 2O 2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H 2C 2O 4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K 3[Fe(C 2O 4)3]，两个化学方程式依次是：

______________________、2Fe(OH)3+3K 2C 2O 4+3H 2C 2O 4=2K 3[Fe(C 2O 4)3]+6H 2O 。

（3）H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是

______________________。

III ．2-24C O 含量的测定

称取0.22g Ⅱ中制得的K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 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KMnO 4溶液滴定，重复3次实验平均消耗的KMnO 4溶液体积为25.00mL 。

（4）滴定时KMnO 4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)，K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 样品中2-24C O 的质量分数是____________________。

【答案】抑制2Fe +的水解（答案合理即可） ()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦ 分解过量的22H O （答案合理即可） 酸式滴定管 最后一滴标准4KMnO 溶液滴入后，溶液变为浅红色且30s 不再改变 ()244243K SO MnSO Fe SO 、、 50%

【解析】

【分析】

（1）制备242FeC O 2H O ⋅时，加入3mol/L 硫酸的作用是抑制2Fe +的水解； （2）根据信息第一个生成K 3[Fe(C 2O 4)3]的化学方程式是

()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦；

（3）为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的22H O 分解；

（4）4KMnO 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2Mn +，所以溶液中除过量硫酸外，还有244K SO MnSO 、和()243Fe SO ；由题给数据计算可得。

【详解】

（1）(NH 4)2Fe(SO 4)2为强酸弱碱盐，NH 4+、2Fe +在溶液中水解使溶液成酸性，加入少量的

稀硫酸可以抑制Fe 2+的水解，有利于FeC 2O 4·

2H 2O 的制备，故答案为：抑制Fe 2+的水解； （2）由题给信息可知，FeC 2O 4和K 2C 2O 4在40℃条件下与双氧水反应生成K 3[Fe(C 2O 4)3]和氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为

()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦，故答案为：()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦；

（3）由于加入了过量的22H O ，为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的22H O 分解，故答案为：分解过量的22H O ；

（4）4KMnO 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4KMnO 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2Mn +，所以溶液中除过量硫酸外，还有244K SO MnSO 、和()243Fe SO 三种溶质；由题意可知，

()32423K Fe C O 3H O ⎡⎤⋅⎣⎦晶体中224C O -的质量为

0.025L 0.02mol /L 2.588g /mol 0.11g ⨯⨯⨯=，则2

24C O -的质量分数为

0.11g

0.22g ×100%=50%，故答案为：244K SO MnSO 、、()243Fe SO ；50%。

2．某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。

（初步探究）

示意图 序号

温度 试剂A 现象 ①

0°C 0.5 mol ∙L −1稀硫酸 4 min 左右出现蓝色 ② 20°C

1 min 左右出现蓝色 ③ 20°C

0.1 mol ∙L −1稀硫酸 15 min 左右出现蓝色 ④

20°C 蒸馏水 30 min 左右出现蓝色 （1）为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂 A 应为______________。