Question

草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄?2H₂O）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)計實驗驗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，探究過程如下如圖1：

【查閱資料】如圖2

（1）草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H₂O，CO，CO₂
（2）白色的無水CuSO₄遇水蒸氣會變成藍色
【實驗設(shè)計】
（1）從環(huán)保角度考慮，該套實驗裝置的明顯缺陷是

 

．
（2）可選擇以下實驗裝置中的

 

（選填“甲”或“乙”）作為虛線中的“熱分解裝置”．
【問題討論】
（3）D中濃硫酸的作用是吸水，實驗過程中觀察到B中白色無水CuSO₄變成藍色，C中澄清石灰水變渾濁，E中

 

（填實驗現(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）該興趣小組進行上述實驗時，先點燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時間后再點燃E處的酒精燈，原因是

 

．
（5）若通過F裝置中澄清石灰水變渾濁來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．
【數(shù)據(jù)分析】
（6）稱取3.60g草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄?2H₂O，相對分子質(zhì)量是180）用熱重法對其進行熱分解，得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，請分析如圖3回答下列問題：
①過程Ⅰ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
②300℃時剩余固體只有一種且是鐵的氧化物，試通過計算確定該氧化物的化學(xué)式或名稱

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）一氧化碳有毒，擴散到空氣中會污染環(huán)境；
（2）加熱固體物質(zhì)時，試管口應(yīng)該略向下傾斜；
（3）氧化銅能和還原劑發(fā)生反應(yīng)；
（4）可燃性氣體或粉塵與氧氣混合達到一定程度時，遇明火會發(fā)生爆炸；
（5）氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳；
（6）根據(jù)圖中提供的信息，通過計算可以判斷反應(yīng)的化學(xué)方程式和物質(zhì)的化學(xué)式．

解答：解：（1）從環(huán)保角度考慮，該套實驗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）實驗過程中觀察到B中白色無水CuSO₄變成藍色，C中澄清石灰水變渾濁，E中黑色粉末變紅色，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：黑色粉末變紅色；
（4）進行上述實驗時，先點燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時間后再點燃E處的酒精燈，原因是：把裝置中的空氣排盡，避免一氧化碳和空氣混合達到爆炸極限時，加熱時發(fā)生爆炸．故填：把裝置中的空氣排盡，避免一氧化碳和空氣混合達到爆炸極限時，加熱時發(fā)生爆炸；
（5）若通過F裝置中澄清石灰水變渾濁來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裝置之間增加盛有濃氫氧化鈉溶液的洗氣瓶即可．故填：濃氫氧化鈉溶液；
（6）①通過剩余固體的質(zhì)量可知，過程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：FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄+2H₂O．
故填：FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄+2H₂O．
②草酸亞鐵晶體中的鐵元素質(zhì)量為：3.6g×

56

180

×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Fe_xO_y，
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．
故答案為：（1）沒有處理尾氣；
（2）乙；
（3）黑色粉末變紅色；
（4）把裝置中的空氣排盡，避免一氧化碳和空氣混合達到爆炸極限時，加熱時發(fā)生爆炸；
（5）濃氫氧化鈉溶液；
（6）FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄+2H₂O，F(xiàn)e₂O₃．

點評：化學(xué)實驗現(xiàn)象是化學(xué)實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，并有助于提高觀察、實驗?zāi)芰Γ�所以，對化學(xué)實驗不僅要認真觀察，還應(yīng)掌握觀察實驗現(xiàn)象的方法．