Question

某化學(xué)研究小組探究無(wú)水三草酸合鐵酸鉀K₃[Fe（C₂O₄）₃]受熱分解的產(chǎn)物，并對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證，按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持儀器已略去）．

（1）連接好裝置后，加入藥品前，應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是

 

（填操作名稱）．
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)猓�過(guò)一段時(shí)間以后，加熱反應(yīng)管A和E，待反應(yīng)完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通氮?dú)�，直到反�?yīng)管冷卻．停止加熱前

 

（填：“是”、“否”）需要先斷開(kāi)A、B的連接處和E、F的連接處？為什么？

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)中觀察到B中澄清石灰水變渾濁，則說(shuō)明氣體產(chǎn)物中有

 

（寫(xiě)化學(xué)式）．能證明分解產(chǎn)物中有CO氣體生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
（4）該小組同學(xué)查閱資料后得知，固體產(chǎn)物中不存在+3價(jià)Fe元素，而鹽類物質(zhì)只有K₂CO₃．
①驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的實(shí)驗(yàn)方法是

 

，現(xiàn)象是

 

．
②研究小組為探究鐵元素的存在形式，取A中充分反應(yīng)后所得固體于試管中，加入足量蒸餾水，過(guò)濾、洗滌、干燥得到黑色粉末，取4.4g黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO氣體1.12L通過(guò)計(jì)算判斷黑色粉末的成分為

 

（寫(xiě)化學(xué)式）．寫(xiě)出黑色粉末溶于足量稀硝酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）分析裝置圖可知，利用生成氮?dú)馓峁┒栊原h(huán)境，避免干擾分解產(chǎn)物的分析和驗(yàn)證，加入藥品前，應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是檢驗(yàn)裝置氣密性；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要繼續(xù)通入氮?dú)庵钡讲ＡЧ芾鋮s來(lái)分析；
（3）B中是澄清石灰水，生成沉淀證明生成二氧化碳，證明一氧化碳生成可以利用裝置E中黑色固體變成紅色，F(xiàn)中溶液變渾濁，說(shuō)明一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳通過(guò)F澄清石灰水變渾濁；
（4）①驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的實(shí)驗(yàn)方法用焰色反應(yīng)，但必須要透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃觀察到紫色火焰來(lái)判斷；
②先根據(jù)n=

V

V m

計(jì)算出NO的物質(zhì)的量，再根據(jù)化合價(jià)變化計(jì)算出生成一氧化氮轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，然后利用極值法和電子守恒判斷4.4g固體的組成，最后寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式．

解答： 解：（1）裝置圖分析可知，利用生成氮?dú)馓峁┒栊原h(huán)境，避免干擾分解產(chǎn)物的分析和驗(yàn)證，加入藥品前，應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是檢查裝置氣密性檢查，
故答案為：檢查裝置氣密性檢查；
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要繼續(xù)通入氮?dú)庵钡讲ＡЧ芾鋮s，氮?dú)鈿怏w進(jìn)入B和F中溶液中，所以不會(huì)出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，故答案為：否；因?yàn)镹2不斷通入，B、F瓶溶液不會(huì)倒吸；
（3）B中是澄清石灰水，生成沉淀證明生成二氧化碳，證明一氧化碳生成可以利用裝置E中黑色固體變成紅色，F(xiàn)中溶液變渾濁，說(shuō)明一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳通過(guò)F澄清石灰水變渾濁，故答案為：CO₂；E中黑色固體變成紅色，F(xiàn)中溶液變渾濁；
（4）①驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的實(shí)驗(yàn)方法用焰色反應(yīng)，但必須要透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃觀察到紫色火焰，故答案為：焰色反應(yīng)；透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃觀察到紫色火焰；
②標(biāo)況下1.12L一氧化氮的物質(zhì)的量為：n（NO）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，生成0.05mol電子需要轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為：（5-2）×0.05mol=0.15mol，根據(jù)電子守恒，如果固體完全為鐵，則固體的質(zhì)量為：56gmol×

0.15mol

3

=2.8g；
如果固體為FeO，則固體的質(zhì)量為：72g/mol×

0.15mol

3-2

=10.8g，
所以4.4g為Fe和FeO的混合物，
Fe與硝酸反應(yīng)的離子方程式為：3FeO+NO₃^-+10H⁺═3Fe³⁺+5H₂O+NO↑，
FeO與硝酸反應(yīng)的離子方程式為：Fe+NO₃^-+4H⁺═Fe³⁺+2H₂O+NO↑，
故答案為：Fe和FeO；3FeO+NO₃^-+10H⁺═3Fe³⁺+5H₂O+NO↑、Fe+NO₃^-+4H⁺═Fe³⁺+2H₂O+NO↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，涉及了元素及其化合物性質(zhì)、離子方程式書(shū)寫(xiě)等知識(shí)，題目難度較大，試題知識(shí)點(diǎn)較大，綜合性較強(qiáng)，是一道質(zhì)量較好的題目，有利于提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>