Question

【題目】草酸亞鐵晶體（）常用于曬制藍圖。某研究性學習小組對其進行了系列探究。

I.純凈的草酸亞鐵晶體熱分解產物的探究

（1）氣體產物成分的探究，小組成員采用如下裝置（可重復選用）進行實驗：

①E中盛裝堿石灰的儀器名稱為__________________。

②按照氣流從左到右的方向，上述裝置的接口順序為___________尾氣處理裝置。

③實驗前先通入一段時間，其目的是________________________。

④實驗證明氣體產物中含有，依據的實驗現象為_________________________________。

（2）受熱分解時，固體質量隨溫度變化的曲線如下圖所示，寫出加熱到400℃時，晶體受熱分解的化學方程式_________________________。

（3）曬制藍圖時，以溶液為顯色劑，寫出與溶液反應的化學方程式____________。

Ⅱ.草酸亞鐵晶體樣品純度的測定

（4）工業制得的草酸亞鐵晶體中常含有雜質測定其純度的步驟如下：

步驟1：稱取草酸亞鐵晶體樣品溶于稀中，配成溶液；

步驟2：取上述溶液，用，標準液滴定至終點消耗標準液；

步驟3：向反應后溶液中加入適量鋅粉充分反應后加人適量稀，再用標準液滴定至終點，消耗標準液

①步驟2中滴定終點的現象為_______________，，步驟3中加入鋅粉的目的是__________________。

②草酸亞鐵晶體樣品的純度為_________________（寫出計算表達式）。

Answer 1

【答案】U形管 排出裝置中的空氣，防止加熱時爆炸 C處反應管中的固體由黑變紅，其后的澄清石灰水變渾濁 （或） 當加入最后1滴溶液時，溶液變為淺紅色，且半分鐘內不恢復原色 將還原為

【解析】

Ⅰ由草酸亞鐵晶體的化學式推測，其隔絕空氣受熱分解時可能會產生FeO，水以及碳的氧化物；可利用CO的還原性驗證生成的碳的氧化物中含有CO，那么C裝置與其后放置的B裝置組合，即可起到驗證CO生成的作用；由于CO屬于可燃氣體，為了避免可能發生的危險，需要在加熱前通氮氣，將裝置內的空氣驅趕走；在考慮裝置的連接順序時，由于C裝置是在硬質玻璃管中對固體進行加熱，因此入口處務必要加干燥裝置，防止水蒸氣進入C裝置導致其炸裂，這樣C裝置前方務必為E裝置；此外，為了驗證分解產物也有CO2，需要在E的前方也放置一個B裝置。

Ⅱ由于工業制得的草酸亞鐵晶體中的雜質為FeSO4，因此，是由草酸根的含量確定的草酸亞鐵產物的純度；為了確定草酸根的含量，題干設計了兩次滴定實驗即分別為步驟2和步驟3；步驟2中，樣品溶液中的Fe2+和草酸根都被高錳酸鉀氧化，Fe2+被氧化為Fe3+仍留在溶液中，而草酸根則被氧化為CO2從溶液中消失；步驟3中，先用鋅粉將步驟2生成的Fe3+轉化為Fe2+，再用高錳酸鉀溶液將Fe2+又氧化為Fe3+；由于步驟2和3使用的高錳酸鉀溶液濃度相同，那么步驟2相比于步驟3多加的高錳酸鉀溶液則用于將草酸根氧化，再進一步根據電子得失守恒即可確定草酸根的含量，草酸亞鐵產品的純度即可計算。

Ⅰ(1)①由E裝置的形狀可知，其名稱為U形管或U形干燥管；

②通過分析可知，C裝置前方務必加干燥裝置E，B裝置要與C裝置一同構成驗證CO產物生成的組合裝置，此外也需要在驗證CO的生成的裝置前方安排驗證CO2生成的B裝置；因此連接順序為a→g→f→b→c→h→i→d→e→b→c→尾氣處理裝置；

③通過分析可知，由于草酸亞鐵分解時會產生可燃氣體CO，因此加熱前需要用氮氣將裝置內的空氣排盡，防止加熱時發生爆炸；

④通過分析可知，若有CO生成，則C裝置中的CuO會被還原為Cu單質，即固體由黑色變為紅色；B裝置則會因為C中產生的CO2而出現渾濁現象；

(2)通過分析可知，草酸亞鐵晶體分解時會生成水，CO和CO2；結合固體質量隨溫度變化的曲線，進一步可知，草酸亞鐵晶體分解時先發生的是結晶水的脫除，隨后再發生草酸亞鐵的分解，因此加熱到400℃時發生的化學方程式為：或；

(3)草酸亞鐵中的Fe為+2價，可以與鐵氰化鉀反應生成藍色沉淀，相應的化學方程式為：；

Ⅱ(4)①通過分析可知，步驟2發生的是高錳酸鉀將Fe2+和草酸根氧化的反應；步驟2滴定終點的現象為：加入最后一滴高錳酸鉀溶液后，溶液變為淺紅色，且半分鐘內不變化；步驟3中加入鋅粉是為了將步驟2中生成的Fe3+還原為Fe2+；

②通過分析可知，mg草酸亞鐵晶體樣品配制成250mL溶液后，25mL這種溶液中含有的草酸根可以消耗的高錳酸鉀溶液的物質的量為：；那么，結合電子得失守恒可知，mg樣品中含有的草酸根的物質的量為：；草酸亞鐵晶體的摩爾質量為180g/mol；所以樣品的純度為：。