Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對m g無水三草酸合鐵酸鉀(K3[Fe(C2O4)3］]受熱分解產(chǎn)物進行探究，并對所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進行驗證（查閱資料得知：三草酸合鐵酸鉀熱分解的氣體產(chǎn)物中含有CO和CO2）。利用如圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去)。

回答下列問題：

(1)按氣流方向各裝置依次連接的合理順序為______；（填接口代號，裝置可重復(fù)使用）

(2)反應(yīng)開始前依次進行如下操作：組裝儀器、_______、加藥品、通氮氣一段時間后點燃酒精燈。反應(yīng)結(jié)束后的操作包括：①停止通氮氣②熄滅酒精燈③冷卻至室溫。正確的順序為___________________；

(3)通入氮氣的目的是_____________________。

(4)實驗中觀察到第一個澄清石灰水變渾濁，則說明氣體產(chǎn)物中有____________（寫化學(xué)式）。能證明分解產(chǎn)物中有CO氣體生成的實驗現(xiàn)象是_________________。

(5)樣品完全分解后，裝置B中的殘留物含有FeO和Fe2O3。

(6)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。

①將裝置B中完全分解后的殘留物置于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化的x mol/LKMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現(xiàn)象是______。該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。

②向上述溶液中加入過量KI-淀粉溶液，充分反應(yīng)后，用y mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V mL（已知I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達式為______。

Answer 1

【答案】cabdeghfab 檢查裝置氣密性 ②③① 排凈裝置中的空氣，使反應(yīng)生成的氣體全部進入后續(xù)裝置 CO2 D中黑色固體變紅、第二個澄清石灰水變渾濁 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4溶液后，溶液變?yōu)榉奂t色，且半分鐘內(nèi)不褪色 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O ×100%

【解析】

(1)本套裝置依次是樣品受熱分解、檢驗CO2、除去剩余CO2、干燥氣體、使CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2并進行檢驗，按照氣流方向連接裝置時要注意流進的導(dǎo)管要插入液面以下，按此原則連接導(dǎo)氣管；

(2)連接好各裝置進行實驗，加入藥品前，應(yīng)該進行的實驗操作是檢驗裝置的氣密性；反應(yīng)完全后，停止加熱。待充分冷卻后再停止通氮氣，即按②③①進行；

(3)反應(yīng)開始前通氮氣，可排凈裝置中空氣，以免氧氣、二氧化碳對實驗干擾，同時還能使反應(yīng)生成的氣體全部進入后續(xù)裝置；

(4)第一個澄清石灰水變渾濁證明生成二氧化碳，D中黑色固體變紅、第二個澄清石灰水溶液變渾濁，證明分解產(chǎn)物中有一氧化碳；

(6)①用KMnO4溶液滴定Fe2+，滴定終點溶液變成粉紅色，則滴定終點為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤汉�，溶液變成粉紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；KMnO4溶液將Fe2+氧化成Fe3+，自身被還原為Mn2+，所以離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

②該過程中發(fā)生的反應(yīng)有2Fe3++2I-=2Fe2++I2；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，所以可得反應(yīng)關(guān)系式Fe3+~S2O3-，則n(Fe3+)=n(S2O32-)。然后根據(jù)m=n·M計算出樣品中含有鐵元素的質(zhì)量，最后根據(jù)×100%計算。

(1)本套裝置依次是樣品受熱分解、檢驗CO2、除去剩余CO2、干燥氣體、使CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2并進行檢驗，裝置連接序號為BACEDA，按照氣流方向連接裝置時要注意流進的導(dǎo)管要插入液面以下，導(dǎo)氣管連接順序為cabdeghfab；

(2)進行實驗首先是組裝儀器，有氣體參加或產(chǎn)生的要檢查裝置的氣密性，然后要加入藥品，同時要注意排除空氣成分的干擾，然后進行實驗，故反應(yīng)結(jié)束后的操作正確的順序為②③①；

(3)加熱無水三草酸合鐵酸鉀分解，檢驗其分解產(chǎn)物，為排除空氣成分的干擾，排出裝置中的空氣，同時要把分解產(chǎn)生的物質(zhì)最后要全部排出，所以通入氮氣，排凈裝置中的空氣，使反應(yīng)生成的氣體全部進入后續(xù)裝置；

(4)第一個裝置的澄清石灰水作用是檢驗CO2氣體的產(chǎn)生。CO具有還原性，將CuO還原為Cu，同時產(chǎn)生CO2，所以能證明分解產(chǎn)物中有CO氣體生成的實驗現(xiàn)象是D中黑色固體變紅、第二個澄清石灰水變渾濁；

(6)①固體中含有FeO、Fe2O3，固體用酸溶解反應(yīng)后得到Fe2+、Fe3+，Fe2+具有還原性，被KMnO4溶液氧化為Fe3+，KMnO4被還原產(chǎn)生無色的Mn2+，所以滴定終點的現(xiàn)象是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4溶液后，溶液變?yōu)榉奂t色，且半分鐘內(nèi)不褪色；根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

②在該過程中發(fā)生的反應(yīng)有2Fe3++2I-=2Fe2++I2；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，所以可得關(guān)系式Fe3+~S2O3-，則n(Fe3+)=n(S2O32-)，n(Fe3+)=n(S2O32-)=yV×10-3 mol，m=n·M= yV×10-3 mol×56 g/mol=5.6yV×10-2 g，則樣品中含有鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)×100%=×100%=×100%。