Question

19．某化學(xué)興趣小組探究草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄•nH₂O）分解反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)如圖1．

（1）F儀器名稱為酒精燈．
（2）實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)椋孩堋�①→③→②→⑤→⑥�?br />①加入藥品；②裝置A、E加熱一段時(shí)間；③開始通入N₂；④檢查裝置氣密性；⑤觀察到現(xiàn)象，停止加熱裝置A、E；⑥停止通入N₂
（3）在實(shí)驗(yàn)中觀察到B中出現(xiàn)渾濁，E的硬質(zhì)玻管內(nèi)固體變紅，則證明的氣體產(chǎn)物是CO₂、CO．
（4）C裝置的作用是除去二氧化碳?xì)怏w．
（5）結(jié)合（3）小題對A中殘留固體提出如下猜想，你認(rèn)為不合理的是ad．（選項(xiàng)填字母）
a．只有FeCO₃  b．只有FeO  c．FeCO₃和FeO混合物  d．只有Fe₂O₃
（6）草酸亞鐵晶體加熱分解有如圖2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，已知圖中N時(shí)剛好完全失去結(jié)晶水，試通過計(jì)算和分析，寫出將草酸亞鐵晶體加熱至P時(shí)的化學(xué)方程式FeC₂O₄•2H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)時(shí)先通一會氮?dú)�，其目的是利用氮�(dú)馀懦�裝置中的空氣，避免空氣中二氧化碳對實(shí)驗(yàn)造成干擾，加熱AE，觀察到現(xiàn)象，停止加熱裝置A、E，繼續(xù)通入N₂，其目的是實(shí)驗(yàn)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，最后停止通入氮?dú)�，草酸亞鐵晶體分解生成的氣體進(jìn)入裝置B檢驗(yàn)是否生成二氧化碳?xì)怏w，通過氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，裝置D吸收水蒸氣，氣體進(jìn)入裝置E，還原氧化銅生成紅色銅證明一氧化碳的存在，最后剩余一氧化碳點(diǎn)燃處理，防止污染空氣，
（1）F為酒精燈；
（2）利用生成氮?dú)馓峁┒栊原h(huán)境，避免干擾分解產(chǎn)物的分析和驗(yàn)證，加入藥品前，應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是檢查裝置氣密性檢查，實(shí)驗(yàn)時(shí)先通一會氮?dú)�，其目的是利用氮�(dú)馀懦�裝置中的空氣，加熱AE，觀察到現(xiàn)象，停止加熱裝置A、E，繼續(xù)通入N₂；
（3）B中是澄清石灰水，生成沉淀證明生成二氧化碳，證明一氧化碳生成可以利用裝置E，一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳說明；
（4）C中氫氧化鈉溶液是吸收二氧化碳，避免干擾一氧化碳的檢驗(yàn)；
（5）分解生成物有二氧化碳、一氧化碳，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移守恒分析判斷；
（6）N點(diǎn)殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)位80%，損失20%，F(xiàn)eC₂O₄．nH₂O中結(jié)晶水的質(zhì)量，$\frac{18n}{144+18n}$×100%=20%，n=2，故M→N發(fā)生反應(yīng)是FeC₂O₄.2H₂O加熱失去結(jié)晶水；由圖可知已知圖中N時(shí)剛好完全失去結(jié)晶水，加熱至P時(shí)，分解完全，假定草酸亞鐵晶體為180g，其物質(zhì)的量為1mol，則P固體的質(zhì)量為180g×40%=72g，鐵元素質(zhì)量為1mol×56g/mol=56，故應(yīng)含有氧元素為72g-56g=16g，即鐵原子與氧原子物質(zhì)的量之比為1：1，應(yīng)為FeO，N點(diǎn)到P點(diǎn)是FeC₂O₄分解的反應(yīng)．

解答 解：（1）儀器圖形和作用可知F為酒精燈，故答案為：酒精燈；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)先通一會氮?dú)�，其目的是利用氮�(dú)馀懦�裝置中的空氣，避免空氣中二氧化碳對實(shí)驗(yàn)造成干擾，加熱AE，觀察到現(xiàn)象，停止加熱裝置A、E，繼續(xù)通入N₂，其目的是實(shí)驗(yàn)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，最后停止通入氮?dú)�，�?shí)驗(yàn)操作順序?yàn)棰堍佗邰冖茛蓿?br />故答案為：③②⑤⑥；
（3）在實(shí)驗(yàn)中觀察到B中出現(xiàn)渾濁，說明生成物中有二氧化碳?xì)怏w，E的硬質(zhì)玻管內(nèi)固體變紅，說明是一氧化碳還原氧化銅得到金屬銅，證明分解生成物中含CO₂、CO，
故答案為：CO₂、CO；
（4）C中氫氧化鈉溶液是吸收二氧化碳，避免干擾一氧化碳的檢驗(yàn)，
故答案為：除去二氧化碳?xì)怏w；
（5）結(jié)合（3）可知生成產(chǎn)物中含二氧化碳和一氧化碳，草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄•nH₂O）分解，其中碳元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+4價(jià)和+2價(jià)，得到一氧化碳和二氧化碳物質(zhì)的量之比為1：1，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒可知亞鐵離子化合價(jià)未發(fā)生變化，碳酸亞鐵分解生成二氧化碳和氧化亞鐵，若只有碳酸亞鐵，不能生成二氧化碳，
故答案為：ad；
（6）N點(diǎn)殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)位80%，損失20%為結(jié)晶水的質(zhì)量含量，F(xiàn)eC₂O₄．nH₂O中結(jié)晶水的質(zhì)量，$\frac{18n}{144+18n}$×100%=20%，n=2，故M→N發(fā)生反應(yīng)是FeC₂O₄.2H₂O加熱失去結(jié)晶水；由圖可知N加熱生成P時(shí)，分解完全，假定草酸亞鐵晶體為180g，其物質(zhì)的量為1mol，則C固體的質(zhì)量為180g×40%=72g，鐵元素質(zhì)量為1mol×56g/mol=56，故應(yīng)含有氧元素為72g-56g=16g，氧原子物質(zhì)的量為1mol，即鐵原子與氧原子物質(zhì)的量之比為1：1，應(yīng)為FeO，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒分析計(jì)算，碳元素化合價(jià)從+3價(jià)變化為+2價(jià)和+3價(jià)，生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，原子守恒配平寫出化學(xué)方程式；FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O；
故答案為：FeC₂O₄•2H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O．

點(diǎn)評 本題結(jié)合草酸亞鐵晶體的分解考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算等知識點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．