Question

【題目】水合草酸亞鐵(FeC2O4·xH2O)是生產鋰電池的原料。難溶于水,受熱易分解。某化學興趣小組對草酸亞鐵的一些性質進行探究。回答下列問題:

(1)將水合草酸亞鐵溶于適量鹽酸。分別取2 mL此溶液于3支試管中,進行實驗。能證明水合草酸亞鐵中存在Fe2+的試劑有____(填代號)。

A.KSCN溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.酸性KMnO4溶液

(2) 為測定水合草酸亞鐵中結晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重,記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。

實驗步驟如下:

a.打開K1和K2,緩緩通入N2; b.低溫加熱裝置A一段時間;

c.停上加熱,冷卻到室溫; d.關閉K1和K2,稱量A;

e.　　　　　　　　,記為m3 g。

①補充實驗步驟e為__________(填實驗操作和要求)。

②步驟b至步驟e繼續通入N2的目的是___________________。

(3)為探究草酸亞鐵的分解產物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示部分的裝置(可重復選用)進行實驗。打開K1和K2,緩緩通入N2,充分加熱。實驗后石英玻璃管中固體僅殘留一種有磁性的黑色化合物。

①實驗裝置中,依次連接的合理順序為A→_______________。

②證明產物有CO生成的現象是________________。

③寫出草酸亞鐵受熱分解的化學方程式________________。

Answer 1

【答案】B重復上述a~d步驟,直至A恒重。將裝置A中的水蒸氣帶走;同時防止FeC2O4被空氣氧化。C→E→C→F→G→C→HG裝置黑色固體變紅,其后的C中澄清石灰水變渾濁3FeC2O4Fe3O4+4CO↑+2CO2↑

【解析】

（1）A. KSCN溶液加到亞鐵鹽溶液中沒有明顯的現象，故A錯誤；B.K3[Fe(CN)6]溶液與亞鐵離子反應生成藍色沉淀，故B正確；C.酸性KMnO4溶液能夠被亞鐵離子和草酸跟離子還原褪色，不能說明有一定含有亞鐵離子，故C錯誤；故選B；

（2）①實驗過程為：a.打開K1和K2，緩緩通入N2；b.低溫加熱裝置A一段時間；c.停上加熱,冷卻到室溫；d.關閉K1和K2，稱量A；e.重復上述a~d步驟,直至A恒重；②氮氣不參加反應，為保護氣體，考慮到實驗目的是測定水合草酸亞鐵中結晶水含量，所以通入氮氣有兩個目的；將裝置A中的水蒸氣帶走;同時防止FeC2O4被空氣氧化；

（3）①加熱分解草酸亞鐵生成一氧化碳和二氧化碳，則實驗應驗證一氧化碳和二氧化碳，先驗證二氧化碳，可用澄清石灰水；然后除去二氧化碳、并檢驗二氧化碳已除盡；接著驗證一氧化碳，可用還原氧化銅實驗。所以連接裝置順序為： C（驗證二氧化碳）→E（除去二氧化碳）→C（驗證二氧化碳被除凈）→F（干燥氣體）→G（驗證一氧化碳）→C（驗證一氧化碳被氧化成二氧化碳）→H（尾氣收集）；②證明產物有CO生成的現象是G裝置黑色固體變紅，其后的C中澄清石灰水變渾濁；③實驗后石英玻璃管中固體僅殘留一種有磁性的黑色化合物，此黑色化合物為四氧化三鐵，因此，加熱后草酸亞鐵分解，生成物為一氧化碳和二氧化碳和四氧化三鐵，該反應的化學方程式為：3FeC2O4Fe3O4+4CO↑+2CO2↑。