Question

【題目】草酸亞鐵晶體（FeC2O4nH2O）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)利用廢棄鐵銹合成草酸亞鐵晶體并檢驗(yàn)其熱分解的產(chǎn)物及探究它的組成。

（一）制備草酸亞鐵晶體（FeC2O4·nH2O）

資料1：FeSO4的溶解度如下表：

溫度/℃	0	10	20	30	40	50	60
溶解度/g	15.6	20.5	26.5	32.9	40.2	48.6	59.8

資料2：草酸亞鐵難溶于水，在酸性條件下穩(wěn)定存在。

（制備流程）

（1）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“過(guò)濾”操作時(shí)，需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和______，其作用是___

（2）步驟Ⅱ中趁熱過(guò)濾的目的是______。

（3）草酸(H2C2O4)溶液加入FeSO4溶液中發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（4）步驟Ⅲ中保溫反應(yīng)30min的目的是______。

（二）檢驗(yàn)草酸亞鐵晶體（FeC2O4·nH2O）熱分解的產(chǎn)物及探究n的值

（實(shí)驗(yàn)裝置）

資料3：FeC2O4·nH2O加熱至300℃完全失去結(jié)晶水；繼續(xù)加熱至400℃，剩余固體受熱分解產(chǎn)生鐵的氧化物、CO2和CO。

（實(shí)驗(yàn)分析）

（5）打開(kāi)彈簧夾a、 b，先鼓入一段時(shí)間的氮?dú)�，然后再關(guān)閉a，加熱分解裝置的原因是______。

（6）若通過(guò)E裝置中澄清石灰水變渾濁來(lái)證明草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)生CO，則需在B和C裝置之間增加盛有______（填試劑名稱）的洗氣瓶。

（7）裝置D硬質(zhì)玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是______。

（8）取7.20gFeC2O4·nH2O，按上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得熱分解裝置中固體質(zhì)量隨溫度變化曲線如圖所示：

①FeC2O4·nH2O中n的值為______。(寫出計(jì)算過(guò)程)

②若草酸亞鐵晶體中混有雜質(zhì)（雜質(zhì)不參加反應(yīng)），會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的n的值______（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）。/p>

③寫出曲線中A至B發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

Answer 1

【答案】玻璃棒 引流 防止溫度過(guò)低FeSO4晶體析出，造成損失 H2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+H2SO4 使反應(yīng)物完全反應(yīng)，得到更多產(chǎn)品使反應(yīng)物完全反應(yīng)，得到更多產(chǎn)品 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止空氣中的水和二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn) 氫氧化鈉溶液 黑色固體變紅 2 偏小 FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑

【解析】

草酸亞鐵晶體（FeC2O4nH2O）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，草酸亞鐵難溶于水，在酸性條件下穩(wěn)定存在，FeC2O4·nH2O加熱至300℃完全失去結(jié)晶水，繼續(xù)加熱至400℃，剩余固體受熱分解產(chǎn)生鐵的氧化物、CO2和CO。

（1）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“過(guò)濾”操作時(shí)，需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，其作用是引流。

（2）FeSO4的溶解度隨溫度的升高而增大，溫度降低會(huì)有晶體析出，步驟Ⅱ中趁熱過(guò)濾的目的是防止溫度過(guò)低FeSO4晶體析出，造成損失。

（3）草酸(H2C2O4)溶液加入FeSO4溶液中發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)生成草酸亞鐵沉淀和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+H2SO4。

（4）步驟Ⅲ中保溫反應(yīng)30min的目的是使反應(yīng)物完全反應(yīng)，得到更多產(chǎn)品使反應(yīng)物完全反應(yīng)，得到更多產(chǎn)品。

（5）打開(kāi)彈簧夾a、 b，先鼓入一段時(shí)間的氮?dú)猓�然后再關(guān)閉a，加熱分解裝置的原因是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止空氣中的水和二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)排盡裝置內(nèi)的空氣。

（6）若通過(guò)E裝置中澄清石灰水變渾濁來(lái)證明草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)生CO，則需在B和C裝置之間增加盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶，除去草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)生的二氧化碳。

（7）裝置D硬質(zhì)玻璃管是氧化銅和一氧化碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳，出現(xiàn)的現(xiàn)象是黑色固體變紅。

（8）①水的質(zhì)量為

②若草酸亞鐵晶體中混有雜質(zhì)（雜質(zhì)不參加反應(yīng)），會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的n的值偏小。

③曲線中A至B發(fā)生反應(yīng)是草酸亞鐵加熱分解生成氧化亞鐵和一氧化碳和二氧化碳，化學(xué)方程式為FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑。