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(chǎn)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(chǎn)物，設(shè)計(jì)裝置圖如下：

（1）實(shí)驗(yàn)中觀察到儀器a中白色固體變藍(lán)，可見草酸亞鐵晶體分解產(chǎn)物中含有的物質(zhì)是____。

（2）從綠色化學(xué)考慮，該套裝置存在的明顯缺陷是___________。

（3）實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間N2，其目為__________。

（4）實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO，依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)為__________。

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

①上圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式為_____。

②已知400℃時(shí)，剩余固體是鐵的一種氧化物，試通過計(jì)算寫出M→N發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。

Answer 1

【答案】水（或H2O） 缺少處理CO尾氣裝置 排盡裝置內(nèi)空氣，防止空氣中H2O和CO2的干擾 E中黑色粉末變紅色，F出現(xiàn)白色沉淀（答全給分） FeC2O4 3FeC2O4 Fe3O4＋2CO2↑＋4CO↑

【解析】

（1）儀器a中無水硫酸銅變藍(lán)，說明草酸亞鐵晶體分解產(chǎn)物中含有水；

（2）該套裝置缺少處理CO尾氣的裝置，可能污染環(huán)境；

（3）實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間N2，其目的是排盡裝置內(nèi)空氣，因?yàn)榭諝庵械亩�氧化碳�?huì)使澄清石灰水變渾濁，空氣中的水會(huì)使無水硫酸銅變藍(lán)，從而影響檢驗(yàn)草酸亞鐵的分解產(chǎn)物；

（4）E中黑色氧化銅變紅色，且F出現(xiàn)白色沉淀，說明氧化銅和一氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成了銅單質(zhì)和二氧化碳，則證明了有一氧化碳生成；

（5）根據(jù)圖像分析，溫度較低時(shí)，固體質(zhì)量不變，說明未發(fā)生反應(yīng)，隨溫度升高剩余固體質(zhì)量開始減少，M點(diǎn)時(shí)，固體質(zhì)量減少了1.08g，而5.40g草酸亞鐵晶體含有結(jié)晶水的質(zhì)量=，恰好等于固體減少的質(zhì)量，說明草酸亞鐵晶體分解成了草酸亞鐵和水，該過程發(fā)生的反應(yīng)是：，所以M點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)是FeC2O4；M-N過程，剩余固體的質(zhì)量繼續(xù)減小，直至2.32g，因?yàn)?/span>400℃時(shí)，剩余固體是鐵的一種氧化物，而鐵元素在整個(gè)過程中質(zhì)量不變，則剩余固體中鐵元素的質(zhì)量=，那么氧元素的質(zhì)量為，則化合物中鐵和氧原子的個(gè)數(shù)比=，所以該化合物為Fe3O4，故M-N過程是草酸亞鐵分解生成四氧化三鐵、二氧化碳和一氧化碳，化學(xué)方程式為：。