Question

（10分）化合物K_xFe(C₂O₄)_y·zH₂O是一種重要的光化學試劑，其中鐵為＋3價。分別稱取該樣品0.491g兩份，其中一份在110℃干燥脫水，至質量恒定為0.437g。另一份置于錐形瓶中，加入足量的3mol/LH₂SO₄和適量的蒸餾水，加熱到75℃，趁熱加入0.0500mol/L KMnO₄溶液24.0mL，恰好完全反應；再向溶液中加入適量的某種還原劑，將Fe^3＋完全轉化為Fe^2＋，該溶液中Fe^2＋剛好與4.0mL 0.0500mol/L KMnO₄溶液完全反應。通過計算，分別求：
（1）0.491g樣品中結晶水的物質的量。
（2）化合物中草酸根的質量分數。
（3）化合物的化學式。
已知：2KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄＝2MnSO₄＋K₂SO₄＋10CO₂↑＋8H₂O
MnO₄^-＋5Fe²⁺＋8H⁺＝Mn²⁺＋5Fe³⁺＋4H₂O

Answer 1

（1）0.00300mol （2）53.8％（3）K₃Fe(C₂O₄)₂·3H₂O

（1）n(H₂O) = (0.491g-0.437g)／18g·mol^-1 = 0.00300mol
（2）n(C₂O₄^2-) = 0.0500mol·L^-1×0.024L×5／2 = 0.00300mol
m(C₂O₄^2-) = 0.00300mol×88g·mol^-1 = 0.264g
w(C₂O₄^2-) = 0.264g／0.491g ×100％ = 53.8％
（3）因為n (Fe^3＋) = n(Fe²⁺) =" 0.0500" mol·L^-1×0.004L×5 = 0.00100mol
故有：1 : y : z =" 0.00100mol" : 0.00300mol : 0.00300mol =" 1" : 3 : 3
則：Y =" 3" ,  z = 3
根據電荷守恒有：x+3 =" 2y," 得 x = 3
所以，化合物的化學式為：K₃Fe(C₂O₄)₂·3H₂O