Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是一種黃色難溶于水的固體，受熱易分解，是生產電池、涂料以及感光材料的原材料。為探究純凈草酸亞鐵晶體熱分解的產物，設計裝置圖如圖：

(1)儀器a的名稱是___。

(2)從綠色化學考慮，該套裝置存在的明顯缺陷是___。

(3)向盛有草酸亞鐵晶體的試管中滴入硫酸酸化的KMnO4溶液，振蕩，溶液變?yōu)樽攸S色，同時有氣體生成。已知反應中MnO轉化為無色的Mn2+，則該過程中被氧化的元素是___。若反應中消耗lmolFeC2O4·2H2O，則參加反應的n(KMnO4)=___。

(4)草酸亞鐵晶體在空氣易被氧化，檢驗草酸亞鐵晶體是否氧化變質的實驗試劑是___。

(5)稱取5.40g草酸亞鐵晶體用熱重法對其進行熱分解，得到剩余固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示：

①圖中M點對應物質的化學式為___。

②已知400℃時，剩余固體是鐵的一種氧化物，試通過計算寫出該化合物與稀鹽酸反應的離子方程式：___。

Answer 1

【答案】球形干燥管(干燥管) 缺少處理CO尾氣裝置 Fe和C mol 取少量草酸亞鐵晶體于試管中，加入稀硫酸溶解后并滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則草酸亞鐵晶體已氧化變質；若不變紅色，則草酸亞鐵晶體未氧化變質 FeC2O4 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O

【解析】

裝置A為草酸亞鐵晶體分解，利用無水硫酸銅檢驗水蒸氣，B裝置檢驗二氧化碳，C裝置吸收二氧化碳，D裝置干燥氣體，E裝置檢驗CO，F裝置檢驗二氧化碳，據(jù)此解答。

(1)儀器a的名稱是球形干燥管(干燥管)，故答案為：球形干燥管(干燥管)；

(2)反應會產生CO，缺少處理CO尾氣裝置，故答案為：缺少處理CO尾氣裝置；

(3) 高錳酸鉀溶液的紫紅色褪去，溶液變?yōu)樽攸S色，同時有氣體生成，很顯然是FeC2O4被高錳酸鉀氧化為Fe3+使溶液變?yōu)樽攸S色，同時生成二氧化碳氣體，則該過程中被氧化的元素是Fe和C；分析有關元素化合價的變化可知，反應過程中1 mol FeC2O4·2H2O可失去3 mol電子，而l mol KMnO4可得到5 mol電子：根據(jù)得失電子數(shù)相等的原則，反應中FeC2O4·2H2O與KMnO4的物質的量之比為5：3。因此，若反應中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，則參加反應的KMnO4為mol；

(4)檢驗鐵離子的試劑為KSCN，具體有：取少量草酸亞鐵晶體于試管中，加入稀硫酸溶解后并滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則草酸亞鐵晶體已氧化變質；若不變紅色，則草酸亞鐵晶體未氧化變質；

(5)①草酸亞鐵晶體的物質的量為：＝0.03mol，通過剩余固體的質量為4.32g，則M的摩爾質量為＝144g/mol，FeC2O4的相對分子質量為144，所以開始發(fā)生的反應是：草酸亞鐵晶體受熱失去結晶水，剩下的M為FeC2O4，故答案為：FeC2O4；

②草酸亞鐵晶體中的鐵元素質量為：＝1.68g，草酸亞鐵晶體中的鐵元素完全轉化到氧化物中，氧化物中氧元素的質量為：，設鐵的氧化物的化學式為FexOy，則有：，解得x：y＝3：4，鐵的氧化物的化學式為Fe3O4，因此Fe3O4與稀鹽酸反應的離子方程式為：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。