Question

13．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄•nH₂O）分解的實驗探究．經(jīng)小組討論，他們設(shè)計了如下裝置進(jìn)行實驗．燒瓶B中盛有飽和NH₄Cl和飽和NaNO₂混合液（常用于實驗室制N₂），干燥管C₁、C₄中裝有堿石灰，試管E₁、E₃、E₄中裝有澄清石灰水．

（1）充分反應(yīng)后，將D₁中的固體殘余物投入足量經(jīng)煮沸的稀硫酸中，固體完全溶解且無氣體放出，取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色，證明固體產(chǎn)物為FeO（寫化學(xué)式）．
（2）該裝置中有3個酒精燈，整個實驗過程至少應(yīng)該點3次酒精燈，最后一次點燃的是A₁．（填酒精燈下的字母）
（3）該實驗裝置中有4個直立的試管，它們與盛放試劑體現(xiàn)不同的作用，其中E₃的作用是：驗證氣體中的CO₂是否除盡．
（4）該實驗裝置中有4個干燥管，C₃中盛裝的試劑是P₂O₅或CaCl₂．
（5）取7.2g樣品充分反應(yīng)后，測得D₁中的固體殘余物為2.88g，D₂中固體質(zhì)量減輕64g，則草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄•nH₂O）分解的方程式為FeC₂O₄?2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄•nH₂O）分解的實驗探究：燒瓶B中盛有飽和NH₄C1和飽和NaNO₂的混合液，混合加熱反應(yīng)生成氮氣、氯化鈉和水，反應(yīng)為：NH₄Cl+NaNO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O，制N₂，利用氮氣排除裝置中的空氣，避免空氣中二氧化碳對實驗造成干擾，減少誤差，干燥管C₁干燥氮氣，結(jié)晶水合物分解生成水蒸氣，干燥管C₂中裝有無水硫酸銅驗證水蒸氣存在，C₃中盛裝的試劑是P₂O₅或CaCl₂，干燥生成的氣體，E₁中是澄清石灰水，生成沉淀證明生成二氧化碳，E₂中裝有氫氧化鈉吸收二氧化碳，E₃中裝有澄清石灰水，驗證氣體中的CO₂是否除盡，一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳通過裝有澄清石灰水的E₄，澄清石灰水變渾濁，證明一氧化碳生成．
（1）將充分反應(yīng)后的固體殘余物投入經(jīng)煮沸的稀硫酸中溶解，固體完全溶解且無氣體放出，說明無金屬鐵，取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色，證明無鐵離子存在，分解生成的固體產(chǎn)物應(yīng)為氧化亞鐵；
（2）該裝置中有3個酒精燈，先點A₁生成氮氣排裝置中的空氣，再點生成A₂、A₃，目的是實驗結(jié)束把生成的產(chǎn)物全部趕到后面的裝置充分反應(yīng)，減少測定誤差；
（3）該實驗裝置中有4個直立的試管，E₁檢驗樣品分解生成二氧化碳，E₂吸收二氧化碳，E₃檢驗CO₂是否除盡，E₄檢驗是否有一氧化碳生成；
（4）該實驗裝置中有4個干燥管，C₃中盛裝的試劑干燥生成的氣體，據(jù)此選擇試劑；
（5）測得硬質(zhì)玻璃管D₁中殘余固體2.88g，上述分析判斷為氧化亞鐵的質(zhì)量，得到鐵元素物質(zhì)的量，硬質(zhì)玻璃管；D₂中固體質(zhì)量減輕0.64g是一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)前后質(zhì)量變化，結(jié)合化學(xué)方程式計算費用的一氧化碳物質(zhì)的量，結(jié)合元素守恒、質(zhì)量守恒計算得到反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量之比，依據(jù)摩爾質(zhì)量計算結(jié)晶水的數(shù)目，得到反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）將充分反應(yīng)后的固體殘余物投入經(jīng)煮沸的稀硫酸中溶解，固體完全溶解且無氣體放出，說明無金屬鐵，取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色，證明無鐵離子存在，分解生成的固體產(chǎn)物應(yīng)為氧化亞鐵，
故答案為：FeO； 
（2）該裝置中有3個酒精燈，先點A₁加熱燒瓶B一段時間，其目的是利用氮氣排除裝置中的空氣，避免空氣中二氧化碳對實驗造成干擾，生成氮氣排裝置中的空氣，然后停止加熱，再點生成A₂、A₃，目的是實驗結(jié)束把生成的產(chǎn)物全部趕到后面的裝置充分反應(yīng)，減少測定誤差，
故答案為：3； A₁；
（3）E₁中是澄清石灰水，生成沉淀證明生成二氧化碳，E₂中裝有氫氧化鈉吸收二氧化碳，E₃中裝有澄清石灰水，驗證氣體中的CO₂是否除盡，一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳通過裝有澄清石灰水的E₄，澄清石灰水變渾濁，證明一氧化碳生成，
故答案為：驗證氣體中的CO₂是否除盡；
（4）干燥管C₁干燥氮氣，結(jié)晶水合物分解生成水蒸氣，干燥管C₂中裝有無水硫酸銅驗證水蒸氣存在，C₃中盛裝的試劑干燥生成的酸性氣體，可選擇P₂O₅或CaCl₂，
故答案為：P₂O₅或CaCl₂；
（5）上述實驗分析，測得硬質(zhì)玻璃管D₁中殘余固體2.88g，判斷為氧化亞鐵的質(zhì)量，計算得到鐵元素物質(zhì)的量=$\frac{2.88g}{72g/mol}$=0.04mol，硬質(zhì)玻璃管D₂中固體質(zhì)量減輕0.64g是一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)前后質(zhì)量變化，結(jié)合化學(xué)方程式計算反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量，
CuO+CO=Cu+CO₂，△m
   1mol           16g
  0.04           0.64g
結(jié)合元素守恒鐵元素物質(zhì)的量為0.04mol，7.2g樣品物質(zhì)的量為0.04mol，摩爾質(zhì)量=$\frac{7.2g}{0.04mol}$=180g/mol，依據(jù)FeC₂O₄•nH₂O計算得到n=2，生成一氧化碳物質(zhì)的量為0.04mol，氧化亞鐵物質(zhì)的量為0.04mol，水的物質(zhì)的量為0.08mol，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒計算得到二氧化碳物質(zhì)的量為0.04mol，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O
故答案為：FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的、實驗基本操作的分析判斷，主要是裝置作用和實驗基本操作，分解產(chǎn)物的實驗驗證和成分的分析判斷，掌握方法和基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．