Question

菠菜中含有一定量的草酸（HOOC-COOH）及草酸亞鐵，現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)探究草酸和草酸亞鐵的性質(zhì)．
Ⅰ．探究草酸的性質(zhì)

（1）向圖甲裝置的A試管加入3mL乙醇，然后邊震蕩試管邊加入2mL濃硫酸和2mL草酸，按圖甲鏈接好裝置，加熱3～5分鐘，在B試管中有油狀液體產(chǎn)生．該現(xiàn)象說明了反應(yīng)（填有機(jī)反應(yīng)類型）

 

．導(dǎo)管口在B試管液面上側(cè)附近的原因

 

．
（2）已知草酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄

175℃

H₂O+CO₂↑+CO↑．
通常情況下草酸是以二水合草酸晶體（熔點(diǎn)：101.5℃）的形式存在，現(xiàn)用乙裝置加熱二水合草酸晶體，驗(yàn)證草酸的受熱分解產(chǎn)物，但有同學(xué)認(rèn)為該裝置不合理．請(qǐng)你根據(jù)題給的某些物理常數(shù)和試驗(yàn)?zāi)康�，指出不合理的原�?div id="gnlw1mm" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

、

 

； （回答兩條即可）
Ⅱ．探究草酸亞鐵的熱分解規(guī)律
將1.000克固體FeC₂O₄?2H₂O放在一個(gè)可稱量的容器中加熱灼燒，固體質(zhì)量隨溫度升高而變化，測得數(shù)據(jù)如下表：

溫度/℃	25	300	350	400	500	600	900
固體質(zhì)量/g	1.000	0.800	0.800	0.400	0.444	0.444	0.429

（1）寫出25～300℃時(shí)，固體發(fā)生變化的化學(xué)方程式

 

．
（2）500℃時(shí)，產(chǎn)物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（3）寫出600～900℃時(shí)，發(fā)生變化的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Ⅰ（1）草酸含羧基，類比乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，可知草酸和乙醇發(fā)生了酯化反應(yīng)；不宜伸入試管B的溶液中是防止加熱不充分發(fā)生倒吸；
（2）二水合草酸晶體熔點(diǎn)低易液化，導(dǎo)管口方向不對(duì)；實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菣z驗(yàn)所有分解產(chǎn)物，根據(jù)裝置只能檢查二氧化碳，草酸易揮發(fā)，沒有除去草酸裝置；
ⅡFeC₂O₄﹒2H₂O帶有結(jié)晶水，在25～300℃失去的可能是全部結(jié)晶水，也有可能是部分結(jié)晶水，若結(jié)晶水全部失去，則：FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g），固體減少的質(zhì)量等于其所含結(jié)晶水的質(zhì)量，通過計(jì)算驗(yàn)證；
350～400℃，F(xiàn)eC₂O₄進(jìn)一步分解，質(zhì)量減少一半，比較FeC₂O₄與鐵的氧化物的相對(duì)分子質(zhì)量，只有FeO符合要求，可得出在350～400℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式：在400～500℃，F(xiàn)eO在灼燒過程中質(zhì)量增加，可能是與空氣中的氧氣反應(yīng)生成高價(jià)的氧化物．600～900℃的過程中固體質(zhì)量又減少，由此推測固體物質(zhì)可能發(fā)生如下變化：6FeO～3Fe₂O₃（結(jié)合氧原子）～2Fe₃O₄（再失去氧原子），對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證．

解答： 解：Ⅰ（1）草酸含羧基，類比乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，可知草酸和乙醇發(fā)生了酯化反應(yīng)；不宜伸入試管乙的溶液中是為了防止加熱不充分發(fā)生倒吸，
故答案為：酯化反應(yīng)（或取代反應(yīng)）；防止加熱不充分而倒吸；
 （2）二水合草酸晶體熔點(diǎn)低易液化，導(dǎo)管口方向不對(duì)；實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菣z驗(yàn)所有分解產(chǎn)物，根據(jù)裝置只能檢查二氧化碳，草酸易揮發(fā)，沒有除去草酸裝置；
故答案為：二水合草酸晶體的熔點(diǎn)低，未分解之前就已經(jīng)熔化并向試管口流動(dòng)，不能完成分解實(shí)驗(yàn)；該裝置只能檢驗(yàn)一種分解產(chǎn)物（CO₂），不能檢驗(yàn)是否有其他分解產(chǎn)物；在未洗氣的情況下將產(chǎn)物通入澄清的石灰水，還可能因草酸蒸汽與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀而對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾．（任答兩條即可）
II．（1）FeC₂O₄﹒2H₂O帶有結(jié)晶水，在25～300℃失去的可能是全部結(jié)晶水，也有可能是部分結(jié)晶水，若結(jié)晶水全部失去，則：FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g）
             180                        36
             1.000g                     m
m=

1.000g×36

180

=0.2g，
固體減少的質(zhì)量等于其所含結(jié)晶水的質(zhì)量，因此推測正確；
故答案為：FeC₂O₄.2H₂O

△   .

FeC₂O₄+2H₂O；
（2）350～400℃，F(xiàn)eC₂O₄進(jìn)一步分解，質(zhì)量減少一半，比較FeC₂O₄與鐵的氧化物的相對(duì)分子質(zhì)量，只有FeO符合要求，可得出在350～400℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式：FeC₂O₄

△   .

FeO+CO↑+CO₂↑；
在400～500℃，F(xiàn)eO在灼燒過程中質(zhì)量增加，可能是與空氣中的氧氣反應(yīng)生成高價(jià)的氧化物．600～900℃的過程中固體質(zhì)量又減少，由此推測固體物質(zhì)可能發(fā)生如下變化：6FeO～3Fe₂O₃（結(jié)合氧原子）～2Fe₃O₄（再失去氧原子），對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證：
2FeO～Fe₂O₃ △m（增加）
144           16
0.400g       

16×0.400g

144

≈0.044g=0.444g-0.400g
3Fe₂O₃～2Fe₃O₄△m（減少）
 480             16
 0.444g        

16×0.444g

480

≈0.015g=（0.444-0.429）g
符合要求．因此500℃時(shí)的產(chǎn)物為Fe₂O₃，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，600～900℃時(shí)發(fā)生變化的化學(xué)方程式為
6Fe₂O₃

△   .

4Fe₃O₄+O₂↑；
故答案為：30%；
（3）600～900℃時(shí)發(fā)生變化的化學(xué)方程式為6Fe₂O₃

△   .

4Fe₃O₄+O₂↑；
故答案為：6Fe₂O₃

△   .

4Fe₃O₄+O₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)，意在考查考生的基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�及�?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力，難度較大，要進(jìn)行合理假設(shè)結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，需要熟悉鐵的氧化物之間的轉(zhuǎn)化，否則假設(shè)就變得困難．