【题目】某化学兴趣小组进行草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解的实验探究。

【猜 想】草酸亚铁晶体分解会产生COCO2H2O三种气体。

【实验方案】按照上图装置进行实验(夹持装置未画出)

【问题讨论】(1)实验开始前需要先鼓入一段时间的N2,该操作的目的为_________

(2)C中氢氧化钠溶液的作用是_______

(3)E中碱石灰的作用是___________

【结果分析】(4)定性分析:

①试管D中出现浑浊,证明产物中有_____存在;证明分解产物中存在CO的现象是_____

②小明认为应增加H装置,则H装置应放在____两个装置之间,若观察到____,则证明有水生成;

(5)定量分析(假定每一步反应进行完全):取3.6g样品进行上述实验,测得装置A硬质玻璃管中残余1.44g黑色固体FeO,装置F中硬质玻璃管固体质量减轻0.32g,则草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解得到的CO2的质量为______

【反思评价】(6)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是______

(7)文献显示,FeC2O42H2O受热分解时,固体的质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400oC时,FeC2O42H2O受热分解的化学方程式_______

根据图像,若有3.6gFeC2O42H2O在敞口环境中充分加热,最终得到红棕色固体1.60g,则该物质的化学式为_______。由此,你认为进行该实验需要注意的事项是________________


参考答案:

【答案】 排尽装置内的空气,防止空气中的CO2等对实验造成干扰 吸收CO2,防止对CO的检验形成干扰 吸收水蒸气(或干燥CO气体) CO2 D中石灰水不变浑浊,G中石灰水变浑浊(或黑色固体变红) AB 无水硫酸铜变蓝 0.88g 没有处理尾气 FeC2O42H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O↑ Fe2O3 FeC2O42H2O分解实验应在密闭环境中进行,因为FeO易被氧化等

【解析】本题在草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解的实验探究的情境下考查了CO2COH2O的检验,根据化学方程式的综合计算,综合较强,弄清每个装置的作用和反应曲线的涵义是解题的关键,化学计算中运用元素的守恒的观念。

(1) 空气中的CO2等对实验有干扰。实验开始前需要先鼓入一段时间的N2,该操作的目的为排尽装置内的空气,防止空气中的CO2等对实验造成干扰;

(2)CO是通过氧化铜的变色或澄清的石灰水变浑浊来检验的。C中氢氧化钠溶液的作用是吸收CO2,防止对CO的检验形成干扰;

(3)E中碱石灰的作用是吸收水蒸气(或干燥CO气体)

(4)CO2能使澄清的石灰水变浑浊。试管D中出现浑浊,证明产物中有CO2存在;氧化铜与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳,证明分解产物中存在CO的现象是D中石灰水不变浑浊,G中石灰水变浑浊(或黑色固体变红)

②小明认为应增加H装置,则H装置应放在AB两个装置之间,若观察到无水硫酸铜变蓝,则证明有水生成;

(5)根据化学方程式CuO +CO Δ Cu + CO2可知装置F中硬质玻璃管固体质量减轻的0.32g是参加反应的氧化铜中氧元素的质量。

设:参加反应的CO的质量为x

CuO +CO Δ Cu + CO2 Δm

28 16

X 0.32g

x=0.56g

3.6g的草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)FeC2O4的质量=3.6g× ×100%=2.88gFeC2O4分解产生了FeOCOCO2,所以草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解得到的CO2的质量=2.88g-0.56g-1.44g=0.88g

(6)一氧化碳有毒直接排放到空气中会污染空气从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是没有处理尾气;

(7) 加热到400oC时,FeC2O42H2O完全分解,化学方程式是FeC2O42H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O↑

1.44gFeO中铁元素的质量=1.44g××100%=1.12g 根据质量守恒定律在化学变化中铁元素的质量不变,红棕色固体中氧元素的质量=1.60g-1.12g=0.48g,设:红色固体的化学式为FeaOb则有56a16b=1.12g0.48g=23,所以红色固体的化学式为Fe2O3;氧化亚铁在空气中加热易生成氧化铁。该实验需要注意的事项是FeC2O42H2O分解实验应在密闭环境中进行,因为FeO易被氧化等。

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