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，某化學興趣小組設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： 【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、白色的無水CuSO4遇水蒸氣會變成藍色
【實驗設計】

（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”．
（3）【問題討論】 D中濃硫酸的作用是 ， 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（填物質的名稱或化學式）溶液的洗氣瓶．
（6）【數(shù)據(jù)分析】 稱取3.60g草酸亞鐵晶體（FeC2O42H2O，相對分子質量是180）用熱重法對其進行熱分解，得到剩余固體的質量隨溫度變化的曲線如圖所示，請分析該圖回答下列問題：

①過程Ⅰ發(fā)生反應的化學方程式為 ．
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式或名稱 ． （請寫出計算過程）

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”應該選擇乙裝置．
故填：乙．（3）D中濃硫酸的作用是干燥氣體，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：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通過剩余固體的質量可知，過程Ⅰ發(fā)生的反應是：草酸亞鐵晶體受熱失去結晶水，反應的化學方程式為：FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O↑．
故填：FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O↑．②草酸亞鐵晶體中的鐵元素質量為：3.6g× ×100%=1.12g，草酸亞鐵晶體中的鐵元素完全轉化到氧化物中，
氧化物中氧元素的質量為：1.60g﹣1.12g=0.48g，
鐵元素和氧元素的質量比為：1.12g：0.48g=7：3，
設鐵的氧化物的化學式為FexOy ，
則有：56x：16y=7：3，
x：y=2：3，
鐵的氧化物的化學式為Fe2O3 ．
故填：Fe2O3 ．
【考點精析】掌握固體加熱的注意事項和一氧化碳的性質是解答本題的根本，需要知道加熱固體時，試管口應略下傾斜，試管受熱時先均勻受熱，再集中加熱；一氧化碳的物理性質：無色，無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水；一氧化碳的化學性質：可燃性和還原性．