Question

【题目】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O，M=180g/mol)呈淡黄色，可用于晒制蓝图。某实验小组对其进行了一系列探究。

Ⅰ.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究

（1）气体产物成分的探究。小组成员采用如图装置进行实验：

A. B. C. D. E.

①按照气流从左到右的方向，上述装置的接口顺序为a→g→f→___→尾气处理装置（仪器可重复使用）。

②检查装置气密性后，先通入一段时间N2，其目的为__。

③实验证明了气体产物中含有CO，依据的实验现象为__。

④结束实验时先熄灭A、C处的酒精灯再停止通入N2，其目的是__。

（2）小组成员设计实验证明了A中分解后的固体成分为FeO，则草酸亚铁晶体分解的化学方程式为__。

（3）晒制蓝图时，草酸亚铁晶体是感光剂，会失去结晶水转化为FeC2O4，现以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂，该显色反应的化学方程式为__。

Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定

工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质，测定其纯度的步骤如下：

步骤1：称取mg草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中，配成250mL溶液；

步骤2：取上述溶液25.00mL，用cmol·L-1KMnO4标准液滴定至终点，消耗标准液V1mL；

步骤3：向反应后溶液中加入适量锌粉，充分反应后，加入适量稀H2SO4，再用cmol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗标准液V2mL。

（4）步骤2中滴定终点的现象为__；步骤3中加入锌粉的目的为___。

（5）若步骤配制溶液时部分Fe2+被氧化变质，则测定结果将__（填“偏高”、“偏低”或“不变”）

Answer 1

【答案】b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c 排尽装置中的空气，防止干扰实验（防爆炸或干扰气体的检验） c中固体由黑色变为红色，后B装置中出现浑浊 防止倒吸 FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 锥形瓶中溶液颜色变为浅紫色（或浅红色），且内不褪色 将Fe3+还原为Fe2+ 偏低

【解析】

I．在A中草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)受热发生分解反应：FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O，用D检验水蒸气的存在，用B检验CO2气体，然后用E干燥CO，将CO用通入C使CO与CuO发生反应：CO+CuOCO2+Cu，反应产生的CO2气体通过B装置检验，由于反应过程中有CO产生，会导致大气污染，所以最后将气体进行尾气处理。用K3[Fe(CN)6]溶液检验溶液中的Fe2+，据此书写反应方程式；

II．步骤2中向FeC2O4·2H2O、FeSO4溶解后的酸性溶液中滴入酸性KMnO4溶液，溶液中的Fe2+、H2C2O4都被氧化，Fe2+变为Fe3+；KMnO4被还原为无色的Mn2+；H2C2O4变为CO2气体逸出；步骤3中向反应后溶液中加入适量锌粉，Zn将溶液中Fe3+还原为Fe2+，充分反应后，加入适量稀H2SO4，再用 cmol/L KMnO4标准溶液滴定至终点，这时溶液中Fe2+氧化为Fe3+，消耗标准液V2mL。则前后两次消耗的高锰酸钾溶液的体积差就是氧化H2C2O4消耗的体积，根据C守恒可知n(H2C2O4)=n(FeC2O4·2H2O)，最后根据电子守恒确定KMnO4与FeC2O4·2H2O的物质的量之间的关系，利用该反应消耗的n(KMnO4)计算出FeC2O4·2H2O的质量，从而可得其纯度，据此分析。

Ⅰ.(1)①草酸亚铁晶体在装置A中加热分解，生成的气体通过装置D中硫酸铜检验水蒸气的存在，通过装置B中澄清石灰水检验二氧化碳的生成，通过装置E中碱石灰干燥气体后通入装置C中玻璃管中，和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，再通过B装置检验生成的二氧化碳气体，按照气流从左到右的方向，上述装置正确连接的顺序为：b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c，故答案为：b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c；

②实验前先通入一段时间N2，其目的为：排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，故答案为：排尽装置中的空气，防止干扰实验（防爆炸或干扰气体的检验）；

③实验证明了气体产物中含有CO，依据的实验现象为：c中固体由黑色变为红色，后B装置中出现浑浊，故答案为：c中固体由黑色变为红色，后B装置中出现浑浊；

④为了防止倒吸，发生安全事故，结束实验时先熄灭A、C处的酒精灯再停止通入N2，故答案为：防止倒吸；

(2)A处反应管中发生反应是草酸亚铁晶体分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O，故答案为：FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O；

(3)FeC2O4与反应K3[Fe(CN)6]生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,同时生成K2 C2O4，该反应的化学方程式为：3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4，故答案为：3FeCO4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4；

Ⅱ.(4) 在步骤2中用酸性KMnO4滴定含有Fe2+、H2C2O4的溶液，KMnO4被还原为无色的Mn2+，所以滴定终点的现象为锥形瓶中溶液颜色变为浅紫色，且30s内不褪色。在步骤3中加入锌粉的目的为将溶液中的Fe3+氧化为Fe2+，以便于确定溶液H2C2O4的物质的量，并根据C元素守恒，计算出FeC2O4的物质的量，故答案为：滴入最后一滴溶液无色变化为紫红色且半分钟不变，说明反应进行到终点；将Fe3+还原为Fe2+；

(5)若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化，消耗高锰酸钾减少，计算得到亚铁离子物质的量减小，测定结果偏低；故答案为：偏低。