Question

【題目】草酸亞鐵晶體（FeC2O42H2O）是一種淺黃色固體，難溶于水，受熱易分解，是生產(chǎn)鋰電池的原材料，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物，并用熱重法（TG）確定其分解后所得固體產(chǎn)物的組成，探究過(guò)程如下： 【查閱資料】
①、草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O，CO，CO2
②、白色的無(wú)水CuSO4遇水蒸氣會(huì)變成藍(lán)色
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

（1）從環(huán)保角度考慮，該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷是
（2）可選擇以下實(shí)驗(yàn)裝置中的（選填“甲”或“乙”）作為虛線中的“熱分解裝置”．
（3）【問題討論】 D中濃硫酸的作用是 ， 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到B中白色無(wú)水CuSO4變成藍(lán)色，C中澄清石灰水變渾濁，E中（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），則可證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O，CO，CO2 ．
（4）該興趣小組進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，先點(diǎn)燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時(shí)間后再點(diǎn)燃E處的酒精燈，原因是
（5）若通過(guò)F裝置中澄清石灰水變渾濁來(lái)證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物中有CO，則需在C和D裝置之間增加盛有（填物質(zhì)的名稱或化學(xué)式）溶液的洗氣瓶．
（6）【數(shù)據(jù)分析】 稱取3.60g草酸亞鐵晶體（FeC2O42H2O，相對(duì)分子質(zhì)量是180）用熱重法對(duì)其進(jìn)行熱分解，得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，請(qǐng)分析該圖回答下列問題：

①過(guò)程Ⅰ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ．
②300℃時(shí)剩余固體只有一種且是鐵的氧化物，試通過(guò)計(jì)算確定該氧化物的化學(xué)式或名稱 ． （請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

【答案】
（1）沒有處理尾氣
（2）乙
（3）干燥氣體；黑色固體變紅色
（4）將裝置中的空氣排盡，防止CO和空氣的混合氣體受熱爆炸
（5）NaOH
（6）FeC2O4?2H2O FeC2O4+2H2O↑；Fe2O3
【解析】解：（1）從環(huán)保角度考慮，該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷是沒有處理尾氣． 故填：沒有處理尾氣．（2）“熱分解裝置”應(yīng)該選擇乙裝置．
故填：乙．（3）D中濃硫酸的作用是干燥氣體，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到B中白色無(wú)水CuSO4變成藍(lán)色，C中澄清石灰水變渾濁，E中黑色固體變紅色，則可證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O，CO，CO2 ．
故填：干燥氣體；黑色固體變紅色．（4）進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，先點(diǎn)燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時(shí)間后再點(diǎn)燃E處的酒精燈，原因是：將裝置中的空氣排盡，防止CO和空氣的混合氣體受熱爆炸．
故填：將裝置中的空氣排盡，防止CO和空氣的混合氣體受熱爆炸．（5）若通過(guò)F裝置中澄清石灰水變渾濁來(lái)證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物中有CO，應(yīng)該把分解生成的二氧化碳除盡，只要在C和D裝置之間增加盛有NaOH溶液的洗氣瓶即可．
故填：NaOH．（6）①通過(guò)剩余固體的質(zhì)量可知，過(guò)程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)是：草酸亞鐵晶體受熱失去結(jié)晶水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O↑．
故填：FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O↑．②草酸亞鐵晶體中的鐵元素質(zhì)量為：3.6g× ×100%=1.12g，草酸亞鐵晶體中的鐵元素完全轉(zhuǎn)化到氧化物中，
氧化物中氧元素的質(zhì)量為：1.60g﹣1.12g=0.48g，
鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為：1.12g：0.48g=7：3，
設(shè)鐵的氧化物的化學(xué)式為FexOy ，
則有：56x：16y=7：3，
x：y=2：3，
鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe2O3 ．
故填：Fe2O3 ．
【考點(diǎn)精析】掌握固體加熱的注意事項(xiàng)和一氧化碳的性質(zhì)是解答本題的根本，需要知道加熱固體時(shí)，試管口應(yīng)略下傾斜，試管受熱時(shí)先均勻受熱，再集中加熱；一氧化碳的物理性質(zhì)：無(wú)色，無(wú)味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水；一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)：可燃性和還原性．