Question

草酸亞鐵用作分析試劑及顯影劑等，其制備流程如圖甲：

（1）配制（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O溶液時，需加少量稀硫酸，目的是

抑制Fe²⁺水解

．
（2）將制得的產(chǎn)品在氬氣氣氛中進行熱重分析，結果如圖乙（TG%表示殘留固體質量占原樣品總質量的百分數(shù)，F(xiàn)e（SO₄）₂?2H₂O的式量為180）．
①A→B發(fā)生反應的化學方程式為

FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g）

．C處時殘留物的化學式為

FeO

．
②有研究學者在實驗過程中用氣相色譜還檢出H₂，最終產(chǎn)物中也有微量的磁性物質生成，請你猜想用一個方程式解釋這種事實：

3FeO+H₂O

△   .

Fe₃O₄+H₂

．
③現(xiàn)取在真空中146℃脫水后的FeC₂O₄1.44g放在某真空的密閉容器中，再充入0.04molCO．加熱至1100℃，其中FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）反應平衡常數(shù)K=0.4，則該反應達平衡時，F(xiàn)eO的轉化率為多少？

71.4%

．

Answer 1

分析：（1）溶液中亞鐵離子水解，加入少量硫酸，抑制亞鐵離子水解；
（2）①由圖可知，加熱生成B時剩余固體為80%，損失20%，F(xiàn)eC₂O₄.2H₂O中結晶水的質量為

36

180

×100%=20%，故A→B發(fā)生反應是FeC₂O₄.2H₂O加熱失去結晶水；
由圖可知加熱生成C時，分解完全，假定草酸亞鐵晶體為180g，其物質的量為1mol，則C固體的質量為180g×40%=72g，鐵元素質量為1mol×56g/mol=56，故應含有氧元素為72g-56g=16g，即鐵原子與氧原子物質的量之比為1：1，應為FeO；
②氣相色譜還檢出H₂，最終產(chǎn)物中也有微量的磁性物質生成，磁性物質為四氧化三鐵，可能是FeO與水反應生成四氧化三鐵與氫氣；
③由①分析可知，加熱發(fā)生反應FeC₂O₄（s）

△   .

FeO+CO（g）+CO₂，計算FeC₂O₄分解生成FeO、CO、二氧化碳的物質的量，令參加反應的CO的物質的量為xmol，利用三段式計算平衡時各組分的物質的量，利用物質的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達式列方程計算x的值，進而計算FeO轉化率．

解答：解：（1）溶液中亞鐵離子水解，加入少量硫酸，抑制亞鐵離子水解，
故答案為：抑制Fe²⁺水解；
（2）①由圖可知，加熱生成B時剩余固體為80%，損失20%，F(xiàn)eC₂O₄.2H₂O中結晶水的質量為

36

180

×100%=20%，故A→B發(fā)生反應是FeC₂O₄.2H₂O加熱失去結晶水，反應方程式為：FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g），
由圖可知加熱生成C時，分解完全，假定草酸亞鐵晶體為180g，其物質的量為1mol，則C固體的質量為180g×40%=72g，鐵元素質量為1mol×56g/mol=56，故應含有氧元素為72g-56g=16g，氧原子物質的量為1mol，即鐵原子與氧原子物質的量之比為1：1，應為FeO，
故答案為：FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g）；FeO
②氣相色譜還檢出H₂，最終產(chǎn)物中也有微量的磁性物質生成，磁性物質為四氧化三鐵，可能是FeO與水反應生成四氧化三鐵與氫氣，反應方程式為：3FeO+H₂O

△   .

Fe₃O₄+H₂，
故答案為：3FeO+H₂O

△   .

Fe₃O₄+H₂；
③FeC₂O₄（s）

△   .

FeO+CO（g）+CO₂（g）
  144g        1mol   1mol   1mol
  1.44g     0.01mol 0.01mol 0.01mol
CO總物質的量為0.01mol+0.04mol，
令參加反應的CO的物質的量為xmol，則：
           FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
開始（mol）：0.01    0.05           0.01
變化（mol）：x        x              x
平衡（mol）：0.01-x   0.05-x        0.01+x 
則

0.01+x

0.05-x

=0.4，解得x=

1

140

，
故FeO的轉化率=

1 140 mol

0.01mol

×100%=71.4%，
故答案為：71.4%．

點評：本題以草酸亞鐵制備為載體，考查鹽類水解、化學計算推斷物質、化學平衡計算，根據(jù)計算判斷各階段發(fā)生的反應是解題的關鍵，（5）為易錯點，容易忽略草酸亞鐵分解生成的一氧化碳、二氧化碳，難度較大．