Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O，M=180g/mol)呈淡黃色，可用于曬制藍(lán)圖。某實驗小組對其進(jìn)行了一系列探究。

Ⅰ.純凈草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)物的探究

（1）氣體產(chǎn)物成分的探究。小組成員采用如圖裝置進(jìn)行實驗：

A. B. C. D. E.

①按照氣流從左到右的方向，上述裝置的接口順序為a→g→f→___→尾氣處理裝置（儀器可重復(fù)使用）。

②檢查裝置氣密性后，先通入一段時間N2，其目的為__。

③實驗證明了氣體產(chǎn)物中含有CO，依據(jù)的實驗現(xiàn)象為__。

④結(jié)束實驗時先熄滅A、C處的酒精燈再停止通入N2，其目的是__。

（2）小組成員設(shè)計實驗證明了A中分解后的固體成分為FeO，則草酸亞鐵晶體分解的化學(xué)方程式為__。

（3）曬制藍(lán)圖時，草酸亞鐵晶體是感光劑，會失去結(jié)晶水轉(zhuǎn)化為FeC2O4，現(xiàn)以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑，該顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

Ⅱ.草酸亞鐵晶體樣品純度的測定

工業(yè)制得的草酸亞鐵晶體中常含有FeSO4雜質(zhì)，測定其純度的步驟如下：

步驟1：稱取mg草酸亞鐵晶體樣品并溶于稀H2SO4中，配成250mL溶液；

步驟2：取上述溶液25.00mL，用cmol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)液V1mL；

步驟3：向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉，充分反應(yīng)后，加入適量稀H2SO4，再用cmol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL。

（4）步驟2中滴定終點的現(xiàn)象為__；步驟3中加入鋅粉的目的為___。

（5）若步驟配制溶液時部分Fe2+被氧化變質(zhì)，則測定結(jié)果將__（填“偏高”、“偏低”或“不變”）

Answer 1

【答案】b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c 排盡裝置中的空氣，防止干擾實驗（防爆炸或干擾氣體的檢驗） c中固體由黑色變?yōu)榧t色，后B裝置中出現(xiàn)渾濁 防止倒吸 FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 錐形瓶中溶液顏色變?yōu)闇\紫色（或淺紅色），且內(nèi)不褪色 將Fe3+還原為Fe2+ 偏低

【解析】

I．在A中草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)受熱發(fā)生分解反應(yīng)：FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O，用D檢驗水蒸氣的存在，用B檢驗CO2氣體，然后用E干燥CO，將CO用通入C使CO與CuO發(fā)生反應(yīng)：CO+CuOCO2+Cu，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體通過B裝置檢驗，由于反應(yīng)過程中有CO產(chǎn)生，會導(dǎo)致大氣污染，所以最后將氣體進(jìn)行尾氣處理。用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗溶液中的Fe2+，據(jù)此書寫反應(yīng)方程式；

II．步驟2中向FeC2O4·2H2O、FeSO4溶解后的酸性溶液中滴入酸性KMnO4溶液，溶液中的Fe2+、H2C2O4都被氧化，Fe2+變?yōu)?/span>Fe3+；KMnO4被還原為無色的Mn2+；H2C2O4變?yōu)?/span>CO2氣體逸出；步驟3中向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉，Zn將溶液中Fe3+還原為Fe2+，充分反應(yīng)后，加入適量稀H2SO4，再用 cmol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，這時溶液中Fe2+氧化為Fe3+，消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL。則前后兩次消耗的高錳酸鉀溶液的體積差就是氧化H2C2O4消耗的體積，根據(jù)C守恒可知n(H2C2O4)=n(FeC2O4·2H2O)，最后根據(jù)電子守恒確定KMnO4與FeC2O4·2H2O的物質(zhì)的量之間的關(guān)系，利用該反應(yīng)消耗的n(KMnO4)計算出FeC2O4·2H2O的質(zhì)量，從而可得其純度，據(jù)此分析。

Ⅰ.(1)①草酸亞鐵晶體在裝置A中加熱分解，生成的氣體通過裝置D中硫酸銅檢驗水蒸氣的存在，通過裝置B中澄清石灰水檢驗二氧化碳的生成，通過裝置E中堿石灰干燥氣體后通入裝置C中玻璃管中，和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，再通過B裝置檢驗生成的二氧化碳?xì)怏w，按照氣流從左到右的方向，上述裝置正確連接的順序為：b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c，故答案為：b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c；

②實驗前先通入一段時間N2，其目的為：排盡裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸，故答案為：排盡裝置中的空氣，防止干擾實驗（防爆炸或干擾氣體的檢驗）；

③實驗證明了氣體產(chǎn)物中含有CO，依據(jù)的實驗現(xiàn)象為：c中固體由黑色變?yōu)榧t色，后B裝置中出現(xiàn)渾濁，故答案為：c中固體由黑色變?yōu)榧t色，后B裝置中出現(xiàn)渾濁；

④為了防止倒吸，發(fā)生安全事故，結(jié)束實驗時先熄滅A、C處的酒精燈再停止通入N2，故答案為：防止倒吸；

(2)A處反應(yīng)管中發(fā)生反應(yīng)是草酸亞鐵晶體分解生成氧化亞鐵、一氧化碳、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O，故答案為：FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O；

(3)FeC2O4與反應(yīng)K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,同時生成K2 C2O4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4，故答案為：3FeCO4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4；

Ⅱ.(4) 在步驟2中用酸性KMnO4滴定含有Fe2+、H2C2O4的溶液，KMnO4被還原為無色的Mn2+，所以滴定終點的現(xiàn)象為錐形瓶中溶液顏色變?yōu)闇\紫色，且30s內(nèi)不褪色。在步驟3中加入鋅粉的目的為將溶液中的Fe3+氧化為Fe2+，以便于確定溶液H2C2O4的物質(zhì)的量，并根據(jù)C元素守恒，計算出FeC2O4的物質(zhì)的量，故答案為：滴入最后一滴溶液無色變化為紫紅色且半分鐘不變，說明反應(yīng)進(jìn)行到終點；將Fe3+還原為Fe2+；

(5)若步驟1配制溶液時部分Fe2+被氧化，消耗高錳酸鉀減少，計算得到亞鐵離子物質(zhì)的量減小，測定結(jié)果偏低；故答案為：偏低。