Question

（2010?啟東市模擬）隨著納米材料在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中越來越廣泛的應(yīng)用，很多同學(xué)對(duì)其產(chǎn)生了濃厚的興趣和探究的欲望．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組通過查閱有關(guān)資料，按下列步驟自己動(dòng)手制備納米鐵粉．請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作回答相關(guān)問題．
（1）草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄?2H₂O）的制備

①現(xiàn)有燒杯、玻璃棒、藥匙、濾紙、托盤天平、膠頭滴管等實(shí)驗(yàn)儀器，為配制上述兩種溶液，缺少的玻璃儀器為

500mL容量瓶

，需稱量FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量為

34.8

g．
②過濾、洗滌過程中，檢驗(yàn)草酸亞鐵晶體是否洗凈的方法是

取最后的洗滌液，測(cè)定洗滌液的pH，若洗滌液的pH等于7，說明已經(jīng)洗滌干凈（或取最后的洗滌液，向其中滴加BaCl₂溶液，若無渾濁產(chǎn)生，則說明已經(jīng)洗滌干凈）

．
③分析上述草酸亞鐵晶體的制備方案，可推FeC₂O₄?2H₂O具備的性質(zhì)是

ab

．
a．在水中溶解度較小         b．不穩(wěn)定，受熱易分解
c．白色固體                 d．易被空氣氧化
（2）納米鐵粉的制備
將一根長(zhǎng)度約為12cm～14cm的玻璃管在酒精噴燈上燒制成如圖所示形狀，向其中加入黃色草酸亞鐵晶體．再將管口部分加熱拉細(xì)，然后在酒精噴燈上均勻加熱．當(dāng)草酸亞鐵粉末受熱完全變黑，立即將管口拉細(xì)的部分放在火焰燒熔封閉，這樣便得到了高純度的納米鐵粉．
①制備納米鐵粉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

FeC₂O₄?2H₂O

高溫  .

Fe+2CO₂↑+2H₂O↑

．
②實(shí)驗(yàn)前無需排盡裝置中的空氣，原因是

反應(yīng)生成CO₂驅(qū)趕裝置中空氣，防止紅熱的鐵被氧化

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟選擇儀器；根據(jù)硫酸亞鐵的濃度和體積計(jì)算出物質(zhì)的量，再計(jì)算出需稱量FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量；
②可以通過測(cè)定洗滌液的pH判斷是否洗滌干凈，也可以通過檢驗(yàn)硫酸根離子判斷洗滌情況；
③根據(jù)草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄?2H₂O）的制備流程信息進(jìn)行判斷；
（2）①根據(jù)題中信息，醋酸亞鐵晶體高溫分解生成了鐵粉，根據(jù)化合價(jià)變化寫出反應(yīng)方程式；
②根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行分析．

解答：解：（1）①配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟為：計(jì)算、稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻等，需要的儀器有：燒杯、玻璃棒、藥匙、濾紙、托盤天平、膠頭滴管和容量瓶，所以還需要250mL容量瓶；需要硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為：0.5mol/L×0.25L=0.125mol，需要FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量為：278g/mol×0.125mol=34.75g，需要托盤天平稱量的質(zhì)量是：34.8g，
故答案為：250mL容量瓶； 34.8；
②若是已經(jīng)洗滌干凈，洗滌液的pH應(yīng)該等于7，所以可通過測(cè)定洗滌液的pH判斷是否洗滌干凈，方法為：取最后的洗滌液，測(cè)定洗滌液的pH，若洗滌液的pH等于7，說明已經(jīng)洗滌干凈（或取最后的洗滌液，向其中滴加BaCl₂溶液，若無渾濁產(chǎn)生，則說明已經(jīng)洗滌干凈），
故答案為：取最后的洗滌液，測(cè)定洗滌液的pH，若洗滌液的pH等于7，說明已經(jīng)洗滌干凈（或取最后的洗滌液，向其中滴加BaCl₂溶液，若無渾濁產(chǎn)生，則說明已經(jīng)洗滌干凈）；
③根據(jù)制備流程，通過過濾獲得草酸亞鐵晶體，說明草酸亞鐵的溶解度較��；所得的沉淀在烘箱中50℃以下烘干，說明溫度高了草酸亞鐵容易分解，但是不會(huì)被氧氣氧化，所以正確的是a、b，
故選ab；
（2）①利用草酸亞鐵晶體高溫下制備納米鐵粉，草酸亞鐵晶體中C的化合價(jià)是+3價(jià)，鐵被還原，碳原子只能被氧化，生成了二氧化碳，反應(yīng)的方程式為：FeC₂O₄?2H₂O

高溫  .

Fe+2CO₂↑+2H₂O↑，
故答案為：FeC₂O₄?2H₂O

高溫  .

Fe+2CO₂↑+2H₂O↑；
②該反應(yīng)中，F(xiàn)eC₂O₄?2H₂O

高溫  .

Fe+2CO₂↑+2H₂O↑，生成了二氧化碳，二氧化碳能夠?qū)⒖諝廒s走，防止了鐵被氧化，
故答案為：反應(yīng)生成CO₂驅(qū)趕裝置中空氣，防止紅熱的鐵被氧化．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄?2H₂O）和納米鐵粉的制備，涉及了一定物質(zhì)的量濃度的溶液配制方法及儀器選擇、根據(jù)信息推斷物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)方程式的書寫等知識(shí)，題量較大，特別是書寫草酸亞鐵晶體的分解方程式，需要根據(jù)化合價(jià)判斷產(chǎn)物二氧化碳，本題難度中等．