Question

14．草酸亚铁和草酸铁常用作照相显影剂或制药工业．
I．某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O）分解产物的实验探究．他们设计了如下装置进行实验（夹持装置未画出），干燥管B、G中装有无水氯化钙，试管D、F、I中盛有澄清石灰水．

（1）烧瓶A中盛有饱和NH₄C1和饱和NaNO₂的混合液，常用于实验室制N₂，则该反应的化学方程式为NH₄Cl+NaNO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O．
（2）实验时先打开活塞a，并加热烧瓶A一段时间，其目的是用生成的N₂排除装置内的空气，避免空气中CO₂对实验造成的干扰．
（3）①试管D中出现浑浊，证明分解产物中有CO₂存在．
②证明分解产物中存在CO的现象是F中不出现浑浊，I中出现浑浊．
③要证明分解时产生的另一种气态产物的存在，应该如何改进装置在装置C、D之间连一个盛有无水CuSO₄的装置．
④将C中充分反心后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中，固体完全溶解且无气体放出，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明固体产物为FeO（填化学式）．
II．三氯化铁是合成草酸铁的重要原料．已知草酸铁晶体在低温时溶解度较小．
（4）利用工业FeCl₃（含杂质）制取纯净的草酸铁晶体．

①溶液X为浓盐酸，其目的是抑制氯化铁水解．
②上述流程中FeCl₃可用异丙醚萃取，其原因是FeCl₃在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度．
③所得草酸铁晶体需用水洗涤，其目的是除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗．
④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室中用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于酸式（填“酸式'或“碱式”）滴定管中．

Answer 1

分析 A中生成氮气可将装置内空气排出，B为干燥装置，加热C中草酸亚铁晶体，D用于检验是否生成二氧化碳气体，E用于除去二氧化碳，F用于检验二氧化碳是否除尽，G为干燥装置，H中CO与氧化亚铁反应生成二氧化碳，I为二氧化碳的检验装置，
（1）烧瓶A中盛有饱和NH₄C1和饱和NaNO₂的混合液，常用于实验室制N₂，混合加热反应生成氮气、氯化钠和水；
（2）利用氮气排除装置中的空气，避免空气中二氧化碳对实验造成干扰，减少误差；
（3）①D中是澄清石灰水，生成沉淀证明生成二氧化碳；
②证明一氧化碳生成可以利用装置F中澄清石灰水不变浑浊，一氧化碳还原氧化铜反应生成二氧化碳通过I澄清石灰水变浑浊；
③结晶水合物分解生成水蒸气，在CD间加一个成无水硫酸铜的干燥管证明水的生成；
④将充分反应后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中溶解，固体完全溶解且无气体放出，说明无金属铁，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明无铁离子存在，分解生成的固体产物应为氧化亚铁；
（4）①氯化铁水溶液中乙水解变浑浊，溶液X为浓盐酸抑制氯化铁的水解；
②萃取是利用溶质在不同溶剂中的溶解度差异分离提取物质的一种方法，能萃取说明FeCl₃在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；
③洗涤是除去沉淀表面杂质，冰水是减少沉淀溶解损失；
④KMnO₄标准溶液具有强氧化性，应置于酸式滴定管中．

解答 解：A中生成氮气可将装置内空气排出，B为干燥装置，加热C中草酸亚铁晶体，D用于检验是否生成二氧化碳气体，E用于除去二氧化碳，F用于检验二氧化碳是否除尽，G为干燥装置，H中CO与氧化亚铁反应生成二氧化碳，I为二氧化碳的检验装置，
（1）烧瓶A中盛有饱和NH₄C1和饱和NaNO₂的混合液，常用于实验室制N₂，混合加热反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为：NH₄Cl+NaNO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
故答案为：NH₄Cl+NaNO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
（2）实验时先打开活塞a，并加热烧瓶A一段时间，其目的是利用氮气排除装置中的空气，避免空气中二氧化碳对实验造成干扰，减少测定误差；
故答案为：用生成的N₂排除装置内的空气，避免空气中CO₂对实验造成的干扰；
（3）①试管D中是澄清石灰水，生成沉淀变浑浊证明生成二氧化碳气体，故答案为：CO₂；
②证明分解产物中存在CO的可以利用装置F中澄清石灰水不变浑浊，一氧化碳还原氧化铜反应生成二氧化碳通过I澄清石灰水变浑浊说明，实验现象为：F中不出现浑浊，I中出现浑浊证明生成一氧化碳，
故答案为：F中不出现浑浊，I中出现浑浊；
③结晶水合物分解生成水蒸气，验证水蒸气存在的试剂可以选择无水硫酸铜，在CD间加一个成无水硫酸铜的干燥管，固体变蓝色证明水的生成，
故答案为：在装置C、D之间连一个盛有无水CuSO₄的装置；
④故将充分反应后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中溶解，固体完全溶解且无气体放出，说明无金属铁，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明无铁离子存在，分解生成的固体产物应为氧化亚铁，
故答案为：FeO；
（4）①酸化FeCl₃用盐酸酸化，不引入杂质，且抑制铁离子的水解，故答案为：抑制氯化铁水解；
②萃取是利用溶质在不同溶剂中的溶解度差异分离提取物质的一种方法，能萃取说明FeCl₃在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度，
故答案为：FeCl₃在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；
③洗涤是除去沉淀表面杂质，所得Fe₂（C₂O₄）₃•5H₂O需用冰水洗涤，冰水是减少沉淀溶解损失，故答案为：除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗；
④KMnO₄标准溶液具有强氧化性，应置于酸式滴定管中，故答案为：酸式．

点评 本题综合考查物质的性质、制备和测定的实验，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，题目综合考查了物质性质的、实验基本操作的分析判断，主要是装置作用和实验基本操作，分解产物的实验验证和成分的分析判断，题目难度较大．