Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O，相對(duì)分子質(zhì)量180g)是一種淺黃色晶體， 難溶于水，受熱分解(文獻(xiàn)顯示其反應(yīng)方程式為FeC2O4·2H2O ==FeO+CO↑+CO2↑+2H2O)。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如圖裝置，探究草酸亞鐵晶體的分解反應(yīng)。

(1)該裝置存在的明顯缺陷為________________。

(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：①檢查裝置的氣密性；②打開活塞K1，通入一段時(shí)間的N2，再關(guān)閉活塞K1；③先點(diǎn)燃_____處的酒精燈，再點(diǎn)燃________處的酒精燈。

(3)實(shí)驗(yàn)過程中，證明分解生成CO2的現(xiàn)象是_________________；而E處黑色粉末變紅，證明草酸亞鐵分解產(chǎn)中CO，若只通過F中的現(xiàn)象證明產(chǎn)生CO，則需要在C和D之間增加盛有_______溶液的洗氣瓶。

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有同學(xué)打開K1，又通入一段時(shí)間的N2，使裝置A中分解產(chǎn)生的氣體全部通入后面的裝置中，并將裝置C、F中的沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，測(cè)得C中沉淀質(zhì)量大約是F中的3倍，重新實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變。小組成員經(jīng)過討論排除澄清石灰水不足造成的影響，提出三個(gè)假設(shè)：

a.CO在裝置E中沒有完全氧化；

b.使用的草酸亞鐵試劑變質(zhì)，有部分CO被分解過程中產(chǎn)生的Fe2O3氧化為CO2；

c.草酸亞鐵分解時(shí)，有部分CO被FeO氧化為CO2；

小組成員于是設(shè)計(jì)如下方案驗(yàn)證：

①驗(yàn)證假設(shè)a：在E之后再增加一個(gè)相同裝罝E，并增加E中CuO的量，重新實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)只有微小變化，但不足以影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明假設(shè)a不成立。

②驗(yàn)證假設(shè)b：取少量草酸亞鐵晶體溶于鹽酸，再加入適量的____溶液，無明顯現(xiàn)象，證明草酸亞鐵晶體沒有變質(zhì)，說明假設(shè)b不成立

③驗(yàn)證假設(shè)c：取實(shí)驗(yàn)后A中固體溶于鹽酸，產(chǎn)生__________，證明假設(shè)c成立。

④實(shí)驗(yàn)時(shí)同時(shí)測(cè)出下列有關(guān)數(shù)據(jù)：FeC2O4·2H2O的質(zhì)量為10.80g，A中剩余固體的質(zhì)量為3.84g，測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置A中n(FeO)=________。

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，寫出裝置A中發(fā)生的總反應(yīng)方程式_____________________。

Answer 1

【答案】沒有處理尾氣中的CO氣體，會(huì)造成大氣污染(或沒有尾氣處理裝置) E A C中澄清石灰水變渾濁 NaOH KSCN 或NH4SCN 氣體 0.03 FeC2O4·2H2O Fe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O

【解析】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知，檢查裝置的氣密性后，打開活塞K1，通入一段時(shí)間的N2，目的是排除裝置中的空氣，再關(guān)閉活塞K1，先點(diǎn)燃E處酒精燈，再點(diǎn)燃A處酒精燈，裝置A中發(fā)生FeC2O4·2H2O的分解反應(yīng)，裝置B中無水硫酸銅可以檢驗(yàn)是否有水蒸氣生成，裝置C中澄清石灰水可以檢驗(yàn)并吸收生成的二氧化碳，裝置D中的濃硫酸可以干燥氣體，裝置E，通過現(xiàn)象可以驗(yàn)證是否生成還原性氣體，裝置F中澄清石灰水可以檢驗(yàn)前面的還原性氣體是否為一氧化碳，據(jù)此分析解答。

(1)從環(huán)保角度考慮，該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷是沒有處理尾氣．沒有處理尾氣中的CO氣體，會(huì)造成大氣污染，故答案為：沒有處理尾氣中的CO氣體，會(huì)造成大氣污染；

(2)實(shí)驗(yàn)步驟如下：①檢查裝置的氣密性；②打開活塞K1，通入一段時(shí)間的N2，再關(guān)閉活塞K1；③先點(diǎn)燃E處酒精燈，再點(diǎn)燃A處酒精燈，更好的檢驗(yàn)一氧化碳?xì)怏w的存在，故答案為：E；A；

(3)實(shí)驗(yàn)過程中，證明分解生成CO2的現(xiàn)象是C中澄清石灰水變渾濁，而E處黑色粉末變紅，證明草酸亞鐵分解產(chǎn)中CO，若只通過F中的現(xiàn)象證明產(chǎn)生CO，則需要在C和D之間增加盛有NaOH溶液的洗氣瓶，用來除凈生成的二氧化碳?xì)怏w，故答案為：C中澄清石灰水變渾濁；NaOH；

(4)②驗(yàn)證假設(shè)b：取少量草酸亞鐵晶體溶于鹽酸，再加入適量的KSCN 或NH4SCN溶液，無明顯現(xiàn)象，證明草酸亞鐵晶體沒有變質(zhì)，說明假設(shè)b不成立，

③驗(yàn)證假設(shè)c：草酸亞鐵分解時(shí)，有部分CO被FeO氧化為CO2，反應(yīng)過程中有Fe生成，取實(shí)驗(yàn)后A中固體溶于鹽酸，產(chǎn)生氣體，說明生成了鐵，證明假設(shè)c成立，

④分析可知晶體分解生成的產(chǎn)物為二氧化碳、一氧化碳、水、氧化亞鐵、鐵，反應(yīng)后固體為鐵和亞鐵，實(shí)驗(yàn)時(shí)同時(shí)測(cè)出下列有關(guān)數(shù)據(jù)：FeC2O42H2O的質(zhì)量為10.80g，其物質(zhì)的量n==0.06mol，A中剩余固體的質(zhì)量為3.84g，設(shè)生成Fe物質(zhì)的量為x，F(xiàn)eO物質(zhì)的量為y。則有x+y=0.06mol，56x+72y=3.84g，解得：x=0.03mol，y=0.03mol，即測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置A中n(FeO)=0.03mol，故答案為：KSCN或NH4SCN；氣體；0.03；

(5)實(shí)驗(yàn)分析可知晶體分解生成的產(chǎn)物為二氧化碳、一氧化碳、水、氧化亞鐵、鐵，反應(yīng)后固體為鐵和亞鐵，測(cè)得C中沉淀質(zhì)量大約是F中的3倍，碳元素守恒說明二氧化碳物質(zhì)的量是一氧化碳物質(zhì)的量的3倍，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC2O42H2OFe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O，故答案為：FeC2O42H2OFe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O。