草酸亞鐵晶體(化學組成為FeC
2O
4?xH
2O)是一種淡黃色晶體粉末,常用于照相顯影劑及制藥工業(yè),是電池材料的制備原料.
草酸亞鐵晶體受熱分解可以生成四種氧化物,為確定分解后的產物及x的值,某實驗小組設計了如下實驗裝置并進行探究(酒精燈略去,不考慮裝置中氣體的質量,且無水CuSO
4足量):
【實驗步驟】:
①連接好裝置,
檢查氣密性
檢查氣密性
;
②稱量裝置B(含兩側彈簧夾)、C的質量;
③在熱分解裝置中裝入一定質量的草酸亞鐵晶體,打開彈簧夾a、b,鼓入一段時間氮氣;
④
關閉彈簧夾a
關閉彈簧夾a
,用酒精燈加熱熱分解裝置,直至晶體完全變成黑色,停止加熱;
⑤打開彈簧夾a,繼續(xù)通氮氣至裝置冷卻,關閉彈簧夾a、b;
⑥再次稱量裝置B、C的質量.
【進行實驗】:該小組同學按上述實驗步驟進行實驗,并記錄了如下數據:
|
裝置B的質量(/g) |
裝置C的質量(/g) |
實驗前 |
145.8 |
168.2 |
實驗后 |
140.4 |
170.0 |
熱分解裝置質量為136.8g |
【實驗分析及數據處理】:
(1)實驗過程中,裝置C中固體顏色變?yōu)樗{色,說明草酸亞鐵晶體分解生成了
水
水
,FeC
2O
4?xH
2O中x的值為
2
2
;
(2)裝置E出現黑色物質,說明草酸亞鐵晶體分解生成了
CO
CO
;
(3)裝置C中澄清石灰水變渾濁,說明草酸亞鐵晶體分解生成了
CO2
CO2
;
(4)根據上表數據,計算反應后,熱解裝置中殘留黑色物質的化學式;(提示:相對分子質量分別為FeC
2O
4:144; H
2O:18)
FeO
FeO
;
(5)實驗過程中,鼓入氮氣的目的是
排盡裝置中的空氣,以免黑色的殘留物(或FeO)被氧化
排盡裝置中的空氣,以免黑色的殘留物(或FeO)被氧化
;
(6)實驗后,熱解裝置中固體的顏色由淡黃色變成黑色,寫出草酸亞鐵晶體受熱分解的化學方程式
FeC
2O
4?2H
2O
FeO+CO
2↑+CO↑+2H
2O
FeC
2O
4?2H
2O
FeO+CO
2↑+CO↑+2H
2O
;
【反思應用】:
(7)有同學認為,實驗中生成的CO和鐵的氧化物會繼續(xù)反應生成鐵.你認為這種說法是否正確?請說出可能的理由
不正確,因為溫度達不到工業(yè)煉鐵所需的高溫,所以不能相互反應生成Fe
不正確,因為溫度達不到工業(yè)煉鐵所需的高溫,所以不能相互反應生成Fe
;
(8)經過討論,同學們一致認為上述實驗裝置有不足,你認為是什么?
沒有尾氣處理裝置,會造成CO污染空氣;
沒有尾氣處理裝置,會造成CO污染空氣;
;
(9)某些食品的包裝袋中,常用氧化亞鐵作為防偽試劑,一旦包裝打開,立即變成紅棕色,寫出該反應的化學方程式
4FeO+O2═2Fe2O3
4FeO+O2═2Fe2O3
.