Question

【题目】草酸亚铁晶体（FeC2O42H2O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成，探究过程如下： 【查阅资料】
①、草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2
②、白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色
【实验设计】

（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是
（2）可选择以下实验装置中的（选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”．
（3）【问题讨论】 D中浓硫酸的作用是 ， 实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中（填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2 ．
（4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有（填物质的名称或化学式）溶液的洗气瓶．
（6）【数据分析】 称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC2O42H2O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析该图回答下列问题：

①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为 ．
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称 ． （请写出计算过程）

Answer 1

【答案】
（1）没有处理尾气
（2）乙
（3）干燥气体；黑色固体变红色
（4）将装置中的空气排尽，防止CO和空气的混合气体受热爆炸
（5）NaOH
（6）FeC2O4?2H2O FeC2O4+2H2O↑；Fe2O3
【解析】解：（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是没有处理尾气． 故填：没有处理尾气．（2）“热分解装置”应该选择乙装置．
故填：乙．（3）D中浓硫酸的作用是干燥气体，实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中黑色固体变红色，则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2 ．
故填：干燥气体；黑色固体变红色．（4）进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是：将装置中的空气排尽，防止CO和空气的混合气体受热爆炸．
故填：将装置中的空气排尽，防止CO和空气的混合气体受热爆炸．（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，应该把分解生成的二氧化碳除尽，只要在C和D装置之间增加盛有NaOH溶液的洗气瓶即可．
故填：NaOH．（6）①通过剩余固体的质量可知，过程Ⅰ发生的反应是：草酸亚铁晶体受热失去结晶水，反应的化学方程式为：FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O↑．
故填：FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O↑．②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为：3.6g× ×100%=1.12g，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，
氧化物中氧元素的质量为：1.60g﹣1.12g=0.48g，
铁元素和氧元素的质量比为：1.12g：0.48g=7：3，
设铁的氧化物的化学式为FexOy ，
则有：56x：16y=7：3，
x：y=2：3，
铁的氧化物的化学式为Fe2O3 ．
故填：Fe2O3 ．
【考点精析】掌握固体加热的注意事项和一氧化碳的性质是解答本题的根本，需要知道加热固体时，试管口应略下倾斜，试管受热时先均匀受热，再集中加热；一氧化碳的物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水；一氧化碳的化学性质：可燃性和还原性．