Question

【題目】草酸亞鐵晶體（FeC2O4·2H2O）是一種黃色難溶于水的固體，受熱易分解，是生產電池、涂料以及感光材料的原材料。為探究純凈草酸亞鐵晶體熱分解的產物，設計裝置圖如下：

（1）儀器a的名稱是______。

（2）從綠色化學考慮，該套裝置存在的明顯缺陷是_________。

（3）實驗前先通入一段時間N2，其目的為__________。

（4）實驗證明了氣體產物中含有CO，依據的實驗現象為_______。

（5）草酸亞鐵晶體在空氣易被氧化，檢驗草酸亞鐵晶體是否氧化變質的實驗操作是____。

（6）稱取5.40g草酸亞鐵晶體用熱重法對其進行熱分解，得到剩余固體質量隨溫度變化的曲線如下圖所示：

①上圖中M點對應物質的化學式為_________。

②已知400℃時，剩余固體是鐵的一種氧化物，試通過計算寫出M→N發生反應的化學方程式：_______。

Answer 1

【答案】球形干燥管（干燥管） 缺少處理CO尾氣裝置 排盡裝置內空氣，防止空氣中H2O和CO2的干擾 E中黑色粉末變紅色，F出現白色沉淀 取少量草酸亞鐵晶體于試管中，加入稀硫酸溶解后并滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則草酸亞鐵晶體已氧化變質；若不變紅色，則草酸亞鐵晶體未氧化變質 FeC2O4 3FeC2O4 Fe3O4＋2CO2↑＋4CO↑

【解析】

裝置A為草酸亞鐵晶體分解，利用無水硫酸銅檢驗水蒸氣，B裝置檢驗二氧化碳，C裝置吸收二氧化碳，D裝置干燥氣體，E裝置檢驗CO，F裝置檢驗二氧化碳，據此解答。

(1)儀器a的名稱是球形干燥管(干燥管)，故答案為：球形干燥管(干燥管)；

(2)反應會產生CO，缺少處理CO尾氣裝置，故答案為：缺少處理CO尾氣裝置；

(3)反應會會產生CO和H2O，通入氮氣，排盡裝置內空氣，防止空氣中H2O和CO2的干擾，故答案為：排盡裝置內空氣，防止空氣中H2O和CO2的干擾；

(4)CO與CuO反應，生成Cu和二氧化碳，現象為E中黑色粉末變紅色，F出現白色沉淀，故答案為：E中黑色粉末變紅色，F出現白色沉淀；

(5)檢驗鐵離子的試劑為KSCN，具體有：取少量草酸亞鐵晶體于試管中，加入稀硫酸溶解后并滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則草酸亞鐵晶體已氧化變質；若不變紅色，則草酸亞鐵晶體未氧化變質，故答案為：取少量草酸亞鐵晶體于試管中，加入稀硫酸溶解后并滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則草酸亞鐵晶體已氧化變質；若不變紅色，則草酸亞鐵晶體未氧化變質；

(6)①草酸亞鐵晶體的物質的量為：＝0.03mol，通過剩余固體的質量為4.32g，則M的摩爾質量為＝144g/mol，過程Ⅰ發生的反應是：草酸亞鐵晶體受熱失去結晶水，剩下的M為FeC2O4，故答案為：FeC2O4；

②草酸亞鐵晶體中的鐵元素質量為：＝1.68g，草酸亞鐵晶體中的鐵元素完全轉化到氧化物中，氧化物中氧元素的質量為：，設鐵的氧化物的化學式為FexOy，則有：，解得x：y＝3：4，鐵的氧化物的化學式為Fe3O4，因此M→N發生反應的化學方程式為3FeC2O4 Fe3O4＋2CO2↑＋4CO↑。