Question

【題目】草酸亞鐵晶體（FeC2O4nH2O）是一種淺黃色固體，難溶于水，受熱易分解，是生產鋰電池的原材料，某化學興趣小組設計利用廢棄鐵銹合成草酸亞鐵晶體并檢驗其熱分解的產物及探究它的組成。

（一）制備草酸亞鐵晶體（FeC2O4·nH2O）

資料1：FeSO4的溶解度如下表：

溫度/℃	0	10	20	30	40	50	60
溶解度/g	15.6	20.5	26.5	32.9	40.2	48.6	59.8

資料2：草酸亞鐵難溶于水，在酸性條件下穩定存在。

（制備流程）

（1）在實驗室進行“過濾”操作時，需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和______，其作用是___

（2）步驟Ⅱ中趁熱過濾的目的是______。

（3）草酸(H2C2O4)溶液加入FeSO4溶液中發生了復分解反應，請寫出該反應的化學方程式為______。

（4）步驟Ⅲ中保溫反應30min的目的是______。

（二）檢驗草酸亞鐵晶體（FeC2O4·nH2O）熱分解的產物及探究n的值

（實驗裝置）

資料3：FeC2O4·nH2O加熱至300℃完全失去結晶水；繼續加熱至400℃，剩余固體受熱分解產生鐵的氧化物、CO2和CO。

（實驗分析）

（5）打開彈簧夾a、 b，先鼓入一段時間的氮氣，然后再關閉a，加熱分解裝置的原因是______。

（6）若通過E裝置中澄清石灰水變渾濁來證明草酸亞鐵晶體熱分解產生CO，則需在B和C裝置之間增加盛有______（填試劑名稱）的洗氣瓶。

（7）裝置D硬質玻璃管中出現的現象是______。

（8）取7.20gFeC2O4·nH2O，按上述實驗步驟進行實驗，測得熱分解裝置中固體質量隨溫度變化曲線如圖所示：

①FeC2O4·nH2O中n的值為______。(寫出計算過程)

②若草酸亞鐵晶體中混有雜質（雜質不參加反應），會導致測得的n的值______（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）。/p>

③寫出曲線中A至B發生反應的化學方程式______。

Answer 1

【答案】玻璃棒 引流 防止溫度過低FeSO4晶體析出，造成損失 H2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+H2SO4 使反應物完全反應，得到更多產品使反應物完全反應，得到更多產品 排盡裝置內的空氣，防止空氣中的水和二氧化碳干擾實驗 氫氧化鈉溶液 黑色固體變紅 2 偏小 FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑

【解析】

草酸亞鐵晶體（FeC2O4nH2O）是一種淺黃色固體，難溶于水，受熱易分解，是生產鋰電池的原材料，草酸亞鐵難溶于水，在酸性條件下穩定存在，FeC2O4·nH2O加熱至300℃完全失去結晶水，繼續加熱至400℃，剩余固體受熱分解產生鐵的氧化物、CO2和CO。

（1）在實驗室進行“過濾”操作時，需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，其作用是引流。

（2）FeSO4的溶解度隨溫度的升高而增大，溫度降低會有晶體析出，步驟Ⅱ中趁熱過濾的目的是防止溫度過低FeSO4晶體析出，造成損失。

（3）草酸(H2C2O4)溶液加入FeSO4溶液中發生了復分解反應生成草酸亞鐵沉淀和硫酸，反應的化學方程式為H2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+H2SO4。

（4）步驟Ⅲ中保溫反應30min的目的是使反應物完全反應，得到更多產品使反應物完全反應，得到更多產品。

（5）打開彈簧夾a、 b，先鼓入一段時間的氮氣，然后再關閉a，加熱分解裝置的原因是排盡裝置內的空氣，防止空氣中的水和二氧化碳干擾實驗排盡裝置內的空氣。

（6）若通過E裝置中澄清石灰水變渾濁來證明草酸亞鐵晶體熱分解產生CO，則需在B和C裝置之間增加盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶，除去草酸亞鐵晶體熱分解產生的二氧化碳。

（7）裝置D硬質玻璃管是氧化銅和一氧化碳反應生成銅和二氧化碳，出現的現象是黑色固體變紅。

（8）①水的質量為

②若草酸亞鐵晶體中混有雜質（雜質不參加反應），會導致測得的n的值偏小。

③曲線中A至B發生反應是草酸亞鐵加熱分解生成氧化亞鐵和一氧化碳和二氧化碳，化學方程式為FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑。