Question

19．已知鐵生銹的過程為：Fe→Fe（OH）₂→Fe（OH）₃→Fe₂O₃•xH₂O．又知草酸（H₂C₂O₄）分解產(chǎn)生CO等氣體
某化學(xué)小組為測定兩種不同生銹鐵片的組成（設(shè)只含有鐵和Fe₂O₃•xH₂O），進(jìn)行了以下探究，請你參與并完成對有關(guān)問題的解答．

（1）甲同學(xué)利用草酸分解產(chǎn)生的混合氣體和如圖所示裝置測定其中一種銹鐵的組成．
主要操作為：取銹鐵樣品12.6g置于裝置C的硬質(zhì)玻璃管中，加熱完全反應(yīng)后得到固體的質(zhì)量為8.4g，裝置D增重8.4g．草酸（H₂C₂O₄）分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+CO₂↑+H₂O．
（2）乙同學(xué)在甲同學(xué)裝置的基礎(chǔ)上將裝置D換成裝濃硫酸的洗氣瓶（裝置E，此裝置圖略），經(jīng)改進(jìn)后，重新按甲同學(xué)的操作和樣品取用量進(jìn)行實驗，若完全反應(yīng)后得到固體的質(zhì)量仍為8.4g，而裝置E增重1.8g，則x=2；m（Fe）：m （Fe₂O₃•xH₂O）=2：7．

Answer 1

分析 草酸分解生成二氧化碳、一氧化碳和水，通過A中氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，通過B中濃硫酸吸收水蒸氣，一氧化碳還原鐵銹樣品生成二氧化碳和鐵，堿石灰吸收生成的二氧化碳，
（1）依據(jù)氧化還原反應(yīng)和原子守恒分析產(chǎn)物，草酸分解生成一氧化碳、二氧化碳和水；
（2）根據(jù)濃硫酸吸收水和堿石灰吸收水和二氧化碳，求出二氧化碳的質(zhì)量，然后根據(jù)二氧化碳求出氧化鐵的質(zhì)量，從而求出x的值；再根據(jù)樣品總質(zhì)量計算出m（Fe）：m （Fe₂O₃•xH₂O）．

解答 解：（1）草酸（H₂C₂O₄）分解產(chǎn)生CO等氣體，依據(jù)元素化合價變化可知碳元素化合價+3甲變化為+2價，同時一定會有化合價升高到+4價，生成氣體為二氧化碳，原子守恒得到氫元素生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+CO₂↑+H₂O，
故答案為：H₂C₂O₄$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+CO₂↑+H₂O；
（2）濃硫酸吸收水，堿石灰吸收水和二氧化碳．取銹鐵樣品12.6g置于裝置D的硬質(zhì)玻璃管中，加熱一段時間至完全反應(yīng)后得到固體的質(zhì)量為8.4g，裝置D增重8.4g．若將裝置D換成裝濃硫酸的洗氣瓶，重新按上述樣品的用量和操作進(jìn)行實驗，若完全反應(yīng)后得到固體的質(zhì)量仍為8.4g，而裝置E增重1.8g．所以水的質(zhì)量為1.8g，二氧化碳的質(zhì)量為8.4g-1.8g=6.6g，設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為y，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                132
y                   6.6g
$\frac{160}{y}$=$\frac{132}{6.6}$，
y=8g
則氧化鐵和水的分子個數(shù)比=$\frac{8g}{160}$：$\frac{1.8g}{18}$=1：2，所以x=2；
樣品中鐵的質(zhì)量為：12.6g-（8g+1.8g）=2.8g，所以樣品中鐵單質(zhì)和Fe₂O₃•xH₂O的質(zhì)量比為：2.8g：（8g+1.8g）=2：7，
故答案為：2；2：7．

點評 本題考查了探究物質(zhì)組成及測量物質(zhì)含量的方法、鐵的氧化物的性質(zhì)等，題目難度中等，注意掌握探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量常用方法，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．