精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
13.草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)呈淡黄色.某课题组为探究草酸亚铁晶体的化学性质,进行了一系列实验探究.
(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到有二氧化碳气体生成.这说明草酸亚铁晶体具有还原性(填“氧化性”、“还原性”或“碱性”).若反应中消耗1mol FeC2O4•2H2O,则参加反应的KMnO4为0.6mol.
(2)资料表明:在密闭容器中加热到一定温度时,草酸亚铁晶体可完全分解,生成几种氧化物,残留物为黑色固体.课题组根据课本上所介绍的铁的氧化物的性质,对黑色固体的组成提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部是FeO;
假设二:全部是Fe3O4
假设三:是FeO和Fe3O4的混合物.
(3)为验证上述假设一是否成立,课题组进行如下研究.
【定性研究】请你完成表中内容.
实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论
取少量黑色固体,加入适量稀盐酸或稀硫酸,
在溶液中加入硫氰化钾溶液
溶液不变红色,则假设一成立,
溶液变成红色,则假设一不成立
【定量研究】课题组在文献中查阅到,FeC2O4•2H2O受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如图所示.写出加热到400℃时,FeC2O4•2H2O晶体受热分解的化学方程式为:FeC2O4•2H2O═FeO+CO2↑+CO↑+2H2O↑.

分析 (1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到CO2生成.说明草酸亚铁被氧化为铁离子、二氧化碳气体,草酸亚铁具有还原性,依据电子守恒计算得到消耗的高锰酸钾物质的量;
(2)草酸亚铁晶体可完全分解,生成几种氧化物,残留物为黑色固体可能为氧化亚铁或四氧化三铁,分析判断;
(3)【定性研究】氧化亚铁溶解于盐酸生成氯化亚铁溶液,加入KSCN溶液,若溶液不变红证明假设一正确;
【定量研究】根据图中提供的信息,通过计算可以判断反应的化学方程式和物质的化学式.

解答 解:(1)盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到有二氧化碳气体生成,草酸亚铁被氧化为铁离子和二氧化碳,说明草酸亚铁具有还原性;根据氧化还原反应得失电子数相等、原子守恒、电荷守恒可写出化学方程式,化学方程式为5Fe2++5C2O42-+3MnO4-+24H+=5Fe3++10 CO2↑+3Mn2++12H2O,反应中消耗1 mol FeC2O4•2H2O,则参加反应的KMnO4为0.6mol,
故答案为:还原性;0.6;
(2)草酸亚铁加热分解生成几种氧化物,残留物为黑色固体,故可能为FeO和Fe3O4中的一种或几种,故假设二为Fe3O4,假设三为FeO和Fe3O4
故答案为:全部是Fe3O4;是FeO和Fe3O4的混合物;
(3)【定性研究】为了验证假设一成不成立,由于假设一为只有氧化亚铁,所以只需要检验残余固体中是否含有三价铁离子即可,操作为取少量黑色固体,加适量盐酸溶解后,再向溶液中加几滴KSCN溶液,看是否出现血红色,如果不出现血红色则假设一成立,出现血红色则假设一不成立,
故答案为:

实验步骤(不要求写出具体操作程)预期实验现象和结论
加入适量稀盐酸或稀硫酸,在溶液中加入硫氰化钾溶液溶液不变红色,则假设一成立,溶液变成红色,则假设一不成立

【定量研究】从图象上可以看出加热分解的FeC2O4•2H2O的质量为1g,从开始到A点样品的质量变为0.8g,减少了0.2g,又经计算草酸晶体中水的质量分数为20%,可得到该温度范围内发生的反应是:草酸亚铁晶体加热失去结晶水,A点的温度为300℃;从A到B质量从0.8g降低到0.4g,根据(2)中的猜想和计算可得:1g草酸亚铁晶体分解生成的物质如果为氧化亚铁的话,刚好能够得到0.4g氧化亚铁;从B到C剩余固体的质量又呈现增大的趋势,此时应该是400℃以前得到的氧化亚铁被氧化为四氧化三铁了;经上述分析,400℃时一定反应生成氧化亚铁和二氧化碳,铁元素化合价未发生变化,碳的化合价升高,发生了氧化反应,氧化反应和还原反应应该是同时发生的,所以碳一定还有化合价降低生成+2价的CO,反应的化学返程式为:FeC2O4•2H2O═FeO+CO2↑+CO↑+2H2O↑,
故答案为:FeC2O4•2H2O═FeO+CO2↑+CO↑+2H2O↑.

点评 本题考查了探究物质组成与含量的方法,题目难度中等,明确实验目的、实验原理为解答关键,试题知识点较多、综合性较强,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.二噁英是一类芳香族化合物的多氯代衍生物的总称,结构稳定,难以被自然分解,是公认的最危险的致癌物质之一.如图是其中一种的结构.下列说法中不正确的是
(  )
A.它能发生还原反应B.它能燃烧
C.它的一溴取代物只有一种D.此分子中共平面的原子最多有18个

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.我国科学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理和医学奖.已知二羟甲戊酸是生物合成青蒿素的原料之一,下列关于二羟甲戊酸的说法正确的是(  )
A.二羟甲戊酸的分子式为C6H10O4
B.能发生加成反应,不能发生取代反应
C.在铜的催化下与氧气反应的产物能发生银镜反应
D.1mol该有机物可以与足量金属钠反应产生33.6L H2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.水合肼(N2H4•H2O)又名水合联氨,是无色透明,具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂,利用尿素法生产水合肼的原理为:CO(NH22+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4•H2O+NaCl
实验一:制备NaClO溶液.(实验装置如图1所示)

(1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有BD(填标号).
A.容量瓶  B.烧杯  C.烧瓶  D.玻璃棒  E.胶头滴管
(2)锥形瓶中发生反应的离子方程式是Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O.
(3)设计实验方案:用中和滴定原理测定反应后锥形瓶中剩余NaOH的浓度(实验提供的试剂:H2O2溶液、FeCl2溶液、0.10mol•L-1盐酸、酚酞试液):取一定量锥形瓶内混合溶液,加入适量的H2O2溶液后,滴加2~3滴酚酞试液,用 0.10mol•L-1盐酸滴定,重复上述操作2~3次(不必描述操作过程的细节).
实验二:制取水合肼.(实验装置如图2所示)
(4)装置A的名称为三颈烧瓶,①反应过程中需控制反应温度,同时将分液漏斗中溶液缓慢滴入A中,如果滴速过快则会导致产品产率降低,同时产生大量氮气,写出该过程的化学反应方程式:N2H4•H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl,故分液漏斗中的溶液是B(填标号).
A.CO(NH22溶液    B.NaOH和NaClO
②充分反应后,加热蒸馏A内的溶液,收集108~114℃馏分,即可得到水合肼的粗产品.
实验三:测定馏分中肼含量.
(5)称取馏分5.0g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用0.10mo1•L-1的I2溶液滴定.滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右.(已知:N2H4•H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)
①滴定时,碘的标准溶液盛放在酸式(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;本实验滴定终点的现象为溶液出现蓝色且半分钟内不消失.
②实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL,馏分中水合肼(N2H4•H2O)的质量分数为9%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

8.工业上利用某地磷矿(主要成分是磷酸钙,质量分数为80%,另外还含有石英及少量碳酸镁、氧化铝等不含磷杂质)制取磷铵,并用制磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸、水泥.其生产流程如图1:请分析并回答下列问题:

(1)窑气(SO2)进入接触室前需要净化的目的是防止接触室中的催化剂中毒;
(2)实验室完成操作b的方法是蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤和干燥等;
(3)图2表示接触室和吸收塔的内部构造.吸收塔内安装有许多瓷环作用是;
(4)接触室中进行学反应是:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-296.4kJ/mol.接触室内安装热交换器的目的是预热进入接触室的反应混合气体,及时将反应放出的热量吸收,防止接触室温度偏高.图3表示接触室中催化剂随温度变化图象,图4表示SO2的转化率a(SO2)随温度T及压强P的变化图象.你认为接触室中最合适的温度和压强是400℃~500℃、101KPa.
(5)硫酸厂的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾.能用于测定硫酸厂尾气中SO2含量的试剂是BD(填字母代号):
A.NaOH溶液、酚酞试液  B.KMnO4溶液、稀H2SO4  C.氨水、酚酞试液  D.碘水、淀粉溶液
(6)在述生产过程中循环利用的物质有H2SO4、SO2(填化学式);
(7)磷铵是一种常用复合肥,经分析其中氮与磷原子数之比为3:2,在生产过程中平均有7%的磷元素损失,该厂日均生产74.1吨磷铵,要维持正常生产,每天需运入这种磷矿至少125吨.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.合成高分子材料PC的反应如图所示,下列说法不正确的是(  )
A.PC含有酯基
B.合成PC的反应为缩聚反应
C.互为同系物
D.1 mol最多能与2 mol NaOH完全反应

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.实验现象是物质性质的反映,下列对实验过程、现象、解释或由此得出的结论正确的是
选项 实验过程现象   解释或结论
A  向浑浊的苯酚溶液中加入Na2CO3饱和溶液溶液变澄清酸性:苯酚>碳酸
向稀苯酚溶液中加入少量稀溴水未见白色沉淀  苯酚不与溴反应
C乙醇与重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液混合   橙色溶液变为绿色证明:乙醇具有还原性
将乙醇和3mol•L-1的硫酸按体积之比1:3混合共热至170℃,产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液褪色乙醇发生消去反应
A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

4.如图是用0.1000mol/L的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后的盛放盐酸滴定管中液面的位置.请回答:
(1)仪器A的名称是酸式滴定管;
(2)盐酸的体积读数:
滴定前读数为0.80mL,
滴定后读数为22.80mL.
(3)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示. 根据表中数据计算出的待测NaOH溶液的平均浓度是0.1100 mol/L.(保留四位有效数字)
实验
编号
待测NaOH溶液的体积(mL)滴定前盐酸的
体积读数(mL)
滴定后盐酸的
体积读数(mL)
120.001.2023.22
220.002.2124.21
320.001.5023.48
(4)若用酚酞做指示剂,判断到达滴定终点的实验现象是当溶液颜色由粉红色变为无色,且半分钟内不变色
(5)对下列几种假定情况进行讨论:(填“无影响”、“偏高”、“偏低”)
①若滴定前锥形瓶未用待测液润洗,对测定结果的影响是无影响;
②取待测液的滴定管,滴定前滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失.偏高
③标准液读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,对测定结果的影响是偏低.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.下列说法不正确的是(  )
A.分子式为C5H12的化合物,其一氯代物种类(不考虑立体异构)不可能是2种
B.棉花、羊毛、蚕丝均属于天然纤维
C.乙二酸二乙酯、乙二酸乙二酯、二乙酸乙二酯它们互为同分异构体
D.石油裂化、油脂皂化和煤的干馏都是化学变化,而石油的分馏和蛋白质的盐析都是物理变化

查看答案和解析>>

同步练习册答案