Question

【題目】文獻表明：工業(yè)上，向熾熱鐵屑中通入HCl生產(chǎn)無水FeCl2；相同條件下，草酸根(C2O42-)的還原性強于Fe2+。某化學(xué)研究性小組進行以下實驗檢驗這一結(jié)論并測定三草酸合鐵酸鉀晶體[K3Fe(C2O4)3xH2O]中草酸根含量和結(jié)晶水含量。用如圖所示裝置制取無水FeCl2

(1)儀器a的名稱為___________，B中的試劑為___________。

(2)欲制得純凈的FeCl2，實驗過程需先點燃A處酒精燈，原因是__________________。

(3)若用D的裝置進行尾氣處理，存在的問題是_______________、_________________。

(4)某小組設(shè)計使用如圖裝置直接比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱，并達到了預(yù)期的目的。

左池石墨電極為_________極，寫出右池電極反應(yīng)式：_______________。

(5)為測定三草酸合鐵酸鉀晶體中草酸根的含量和結(jié)晶水的含量，進行了如下實驗：

滴定過程：①稱量m g三草酸合鐵酸鉀晶體樣品，配制成250mL溶液。

②取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，滴加酸性KMnO4溶液滴定，恰好消耗V mL a molL－1KMnO4溶液。C2O42-被全部轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象是__________。

③該晶體中C2O42-的質(zhì)量分數(shù)為_____________。

誤差若盛放酸性KMnO4溶液的滴定管未用標準液潤洗，會使結(jié)晶水x的數(shù)值_______。(填“偏高”“偏低”“無影響”)

Answer 1

【答案】分液漏斗 濃硫酸 用HCl排盡裝置中的空氣，防止鐵被氧化，使產(chǎn)品不純 發(fā)生倒吸 可燃性氣體H2不能被吸收 正 C2O42— —2e— = 2CO2↑ 溶液由無色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\紫紅色，且30秒內(nèi)不再變化 偏低

【解析】

由裝置圖可知，在裝置C中，鐵與HCl發(fā)生反應(yīng)生成FeCl2和氫氣，則裝置A用于產(chǎn)生HCl，可用氯化鈉固體與濃硫酸加熱反應(yīng)制取HCl氣體，通過濃硫酸干燥HCl，因加熱時鐵粉易被空氣中的氧氣氧化，且反應(yīng)生成氫氣，因此需先點燃A處的酒精燈排盡裝置中的空氣，再點燃裝置C處的酒精燈，尾氣的成分是剩余的HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，導(dǎo)氣管直接插入D裝置容易引起倒吸；

(4)圖示裝置直接比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱，并達到了預(yù)期的目的，證明了相同條件下，草酸根(C2O42-)的還原性強于Fe2+，根據(jù)原電池原理以及氧化還原反應(yīng)進行分析；

(5)②向所配溶液中滴加酸性KMnO4溶液進行滴定時，KMnO4與C2O42-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，要說明C2O42-被全部轉(zhuǎn)化，即說明KMnO4溶液過量；

③KMnO4與C2O42-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，滿足關(guān)系式2MnO4-~5C2O42-，列比例計算C2O42-的質(zhì)量，進而計算C2O42-的質(zhì)量分數(shù)；分析若盛放酸性KMnO4溶液的滴定管未用標準液潤洗，對于C2O42-含量的影響，進而分析對結(jié)晶水含量的影響。

由裝置圖可知，在裝置C中，鐵與HCl發(fā)生反應(yīng)生成FeCl2和氫氣，則裝置A用于產(chǎn)生HCl，可用氯化鈉固體與濃硫酸加熱反應(yīng)制取HCl氣體，通過濃硫酸干燥HCl，因加熱時鐵粉易被空氣中的氧氣氧化，因此需先點燃A處的酒精燈排盡裝置中的空氣，再點燃裝置C處的酒精燈，尾氣的成分是剩余的HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，導(dǎo)氣管直接插入D裝置容易引起倒吸，

(1)儀器a為分液漏斗；B中的試劑為濃硫酸，用來干燥HCl；故答案為：分液漏斗；濃硫酸；

(2)因加熱時鐵粉易被空氣中的氧氣氧化生成鐵的氧化物，因此欲制得純凈的FeCl2，實驗過程需先點燃A處酒精燈，用HCl排盡裝置中的空氣；故答案為：用HCl排盡裝置中的空氣，防止鐵被氧化，使產(chǎn)品不純；

(3)尾氣的成分是剩余的HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，導(dǎo)氣管直接插入D裝置中容易發(fā)生倒吸，且氫氣不能溶于水，不能被吸收；故答案為：發(fā)生倒吸；可燃性氣體H2不能被吸收；

(4)某小組設(shè)計使用如圖裝置直接比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱，并達到了預(yù)期的目的，證明了相同條件下，草酸根(C2O42-)的還原性強于Fe2+，則該原電池反應(yīng)為2Fe3++C2O42- =2Fe2++2CO2↑；則Fe3+作氧化劑得電子，被還原，則左池石墨電極為正極，右池石墨電極為負極，電極反應(yīng)式為C2O42- -2e- = 2CO2↑；故答案為：正；C2O42- -2e- = 2CO2↑；

(5)②向所配溶液中滴加酸性KMnO4溶液進行滴定時，KMnO4與C2O42-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，當(dāng)加入最后一滴酸性KMnO4溶液時，溶液由無色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\紫紅色，且30秒內(nèi)不再變化，說明KMnO4溶液過量，C2O42-被全部轉(zhuǎn)化；故答案為：溶液由無色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\紫紅色，且30秒內(nèi)不再變化；

③KMnO4與C2O42-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，滿足關(guān)系式2MnO4-~5C2O42-，則25.00mL溶液中，250mL溶液中n(C2O42-)=0.025aV mol，則該晶體中C2O42-的質(zhì)量分數(shù)為；若盛放酸性KMnO4溶液的滴定管未用標準液潤洗，KMnO4溶液的濃度會偏小，則滴定C2O42-消耗的酸性KMnO4溶液的體積會偏大，則使得C2O42-的含量偏高，即K3Fe(C2O4)3的含量偏高，晶體質(zhì)量一定，會使結(jié)晶水含量降低，則x的數(shù)值偏低；故答案為：；偏低。