Question

在“部分酸堿鹽溶解性表”中存在“碳酸亞鐵”。某學習小組設計實驗探究碳酸亞鐵的性質。

（一）制備碳酸亞鐵。

將一定量新制備的硫酸亞鐵溶液和過量的碳酸氫銨溶液混合產生大量沉淀和氣體。

（1）寫出離子方程式： 。

（二）探究碳酸亞鐵的熱穩(wěn)定性（加熱儀器省略）

連接儀器、裝藥品。打開K，先通入一段時間氮氣，然后，用酒精噴燈在A處加熱玻璃管，觀察B瓶溶液變渾濁。待固體分解完后，繼續(xù)通入氮氣至玻璃管冷卻。

（2）先通入氮氣的目的是 。B瓶現(xiàn)象能說明 。

（3）停止加熱之前，是否拆開A、B之間橡膠管？答： ；理由是 。

（三）探究碳酸亞鐵還原性

【查閱資料】①氧化亞鐵是一種黑色粉末，它不穩(wěn)定，在空氣中加熱，就迅速被氧化成四氧化三鐵。②碳酸亞鐵在空氣中灼燒生成氧化鐵。

（4）探究碳酸亞鐵和氧氣反應的固體成分：

①【提出設想】假設1 固體成分是氧化鐵；

假設2 固體成分是四氧化三鐵；

假設3 。

②【實驗驗證】連接儀器、裝藥品，打開止水夾K，通入氧氣，加熱玻璃管。Y瓶中澄清石灰水不產生沉淀時，停止加熱，繼續(xù)通入氧氣至玻璃管冷卻。

取少量玻璃管里固體于試管，滴加稀硫酸，微熱，固體完全溶解。將溶液分成甲、乙兩份溶液，進行后續(xù)實驗。

實驗編號	實驗步驟	實驗現(xiàn)象
i	向甲溶液滴加KSCN溶液	溶液變紅色
ii	向乙溶液滴加酸性高錳酸鉀溶液	溶液不褪色

【實驗評價】上述實驗 （填：i或ii）不能確定樣品成分。

【實驗結論】根據(jù)上述實驗結果，該小組得到碳酸亞鐵在氧氣中高溫灼燒得到產物是 。

（5）定量探究：取23.2g純凈固體碳酸亞鐵，在空氣中高溫灼燒至恒重，稱得固體質量凈減7.2g。通過計算確定固體成分是 。

 

Answer 1

（9分）

（1）Fe2+ +2HCO3- =FeCO3↓+H2O+CO2↑ （1分）

（2）排盡裝置內空氣，避免氧氣干擾（1分） 分解產物有二氧化碳（1分）

（3）否（1分） 通入氮氣，玻璃管內氣壓不會減少（1分）

（4）固體成分是氧化鐵和四氧化三鐵（1分） i（1分） 氧化鐵和二氧化碳（1分）

(5)氧化鐵（1分）

【解析】

試題分析：（1）新制備的硫酸亞鐵溶液和過量的碳酸氫銨溶液混合產生大量沉淀和氣體，該沉淀是碳酸亞鐵沉淀，氣體應是二氧化碳，離子方程式為Fe2+ +2HCO3- =FeCO3↓+H2O+CO2↑；

（2）因為亞鐵鹽極易被氧化，所以通入氮氣的目的是排除空氣中的氧氣，以免造成干擾；B瓶變渾濁，說明碳酸亞鐵的分解產物中有二氧化碳氣體；

（3）否，因為分解完全后悔繼續(xù)通入氮氣直到玻璃管冷卻，所以該過程中玻璃管內氣壓不會減少，不會發(fā)生倒吸現(xiàn)象；

（4）根據(jù)查閱的資料判斷假設3應是氧化鐵和四氧化三鐵的混合物；上述實驗i不能確定固體的成分，因為無論是哪種假設，溶于酸后溶液中都存在鐵離子，加入KSCN溶液后都會變紅色，實驗不能判斷固體的成分，而實驗ii中的現(xiàn)象是酸性高錳酸鉀溶液不褪色，說明該溶液中不含有亞鐵離子，所以該固體的成分是氧化鐵；Y瓶產生沉淀，說明產物中還有二氧化碳，所以該小組得到碳酸亞鐵在氧氣中高溫灼燒得到產物是氧化鐵和二氧化碳；

（5）23.2g純凈固體碳酸亞鐵的物質的量是0.2mol，則加熱后的固體中鐵元素的物質的量是0.2mol，由題意可知剩余固體的質量是23.2-7.2=16g，其中鐵元素的質量是11.2g，則O元素的質量是16-11.2=4.8g，O元素的物質的量是0.3mol，所以剩余固體中Fe與O元素的物質的量之比是2:3,所以該固體是氧化鐵。

考點：考查對反應流程的分析，對實驗的評價，離子方程式的書寫，物質成分的確定