Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對(duì)m g無(wú)水三草酸合鐵酸鉀(K3[Fe(C2O4)3］]受熱分解產(chǎn)物進(jìn)行探究，并對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去)。

回答下列問(wèn)題：

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

(2)反應(yīng)開(kāi)始前依次進(jìn)行如下操作：組裝儀器、_______、加藥品、通氮?dú)庖欢螘r(shí)間后點(diǎn)燃酒精燈。反應(yīng)結(jié)束后的操作包括：①停止通氮?dú)猗谙�滅酒精燈③冷卻至室溫。正確的順序?yàn)?/span>___________________；

(3)通入氮?dú)獾哪康氖?/span>_____________________。

(4)實(shí)驗(yàn)中觀察到第一個(gè)澄清石灰水變渾濁，則說(shuō)明氣體產(chǎn)物中有____________（寫(xiě)化學(xué)式）。能證明分解產(chǎn)物中有CO氣體生成的實(shí)驗(yàn)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(cè)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(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______。該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。

②向上述溶液中加入過(guò)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(diǎn)，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(dá)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(jìn)入后續(xù)裝置 CO2 D中黑色固體變紅、第二個(gè)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(yàn)CO2、除去剩余CO2、干燥氣體、使CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2并進(jìn)行檢驗(yàn)，按照氣流方向連接裝置時(shí)要注意流進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，加入藥品前，應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是檢驗(yàn)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?dú)�，即按②③①進(jìn)行；

(3)反應(yīng)開(kāi)始前通氮?dú)�，可排凈裝置中空氣，以免氧氣、二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾，同時(shí)還能使反應(yīng)生成的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置；

(4)第一個(gè)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(gè)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(diǎn)溶液變成粉紅色，則滴定終點(diǎn)為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤汉螅�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(guò)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(jì)算出樣品中含有鐵元素的質(zhì)量，最后根據(jù)×100%計(jì)算。

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

(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)要注意排除空氣成分的干擾，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故反應(yīng)結(jié)束后的操作正確的順序?yàn)棰冖邰伲?/span>

(3)加熱無(wú)水三草酸合鐵酸鉀分解，檢驗(yàn)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(shí)要把分解產(chǎn)生的物質(zhì)最后要全部排出，所以通入氮?dú)�，排凈裝置中的空氣，使反應(yīng)生成的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置；

(4)第一個(gè)裝置的澄清石灰水作用是檢驗(yàn)CO2氣體的產(chǎn)生。CO具有還原性，將CuO還原為Cu，同時(shí)產(chǎn)生CO2，所以能證明分解產(chǎn)物中有CO氣體生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是D中黑色固體變紅、第二個(gè)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(wú)色的Mn2+，所以滴定終點(diǎn)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(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

②在該過(guò)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%。