题目内容
【题目】某化学兴趣小组进行草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解的实验探究。
【猜 想】草酸亚铁晶体分解会产生CO、CO2和H2O三种气体。
【实验方案】按照上图装置进行实验(夹持装置未画出)。
【问题讨论】(1)实验开始前需要先鼓入一段时间的N2，该操作的目的为_________；
(2)C中氢氧化钠溶液的作用是_______；
(3)E中碱石灰的作用是___________；
【结果分析】(4)定性分析：
①试管D中出现浑浊，证明产物中有_____存在；证明分解产物中存在CO的现象是_____。
②小明认为应增加H装置，则H装置应放在____两个装置之间，若观察到____，则证明有水生成；
(5)定量分析(假定每一步反应进行完全)：取3.6g样品进行上述实验，测得装置A硬质玻璃管中残余1.44g黑色固体FeO，装置F中硬质玻璃管固体质量减轻0.32g，则草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解得到的CO2的质量为______。
【反思评价】(6)从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是______；
(7)文献显示，FeC2O42H2O受热分解时，固体的质量随温度变化的曲线如下图所示，写出加热到400oC时，FeC2O42H2O受热分解的化学方程式_______。
根据图像，若有3.6gFeC2O42H2O在敞口环境中充分加热，最终得到红棕色固体1.60g，则该物质的化学式为_______。由此，你认为进行该实验需要注意的事项是________________。
【答案】 排尽装置内的空气，防止空气中的CO2等对实验造成干扰 吸收CO2，防止对CO的检验形成干扰 吸收水蒸气(或干燥CO气体) CO2 D中石灰水不变浑浊，G中石灰水变浑浊(或黑色固体变红) AB 无水硫酸铜变蓝 0.88g 没有处理尾气 FeC2O42H2O
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O↑ Fe2O3 FeC2O42H2O分解实验应在密闭环境中进行，因为FeO易被氧化等
【解析】本题在草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解的实验探究的情境下考查了CO2、CO、H2O的检验，根据化学方程式的综合计算，综合较强，弄清每个装置的作用和反应曲线的涵义是解题的关键，化学计算中运用元素的守恒的观念。
(1) 空气中的CO2等对实验有干扰。实验开始前需要先鼓入一段时间的N2，该操作的目的为排尽装置内的空气，防止空气中的CO2等对实验造成干扰；
(2)CO是通过氧化铜的变色或澄清的石灰水变浑浊来检验的。C中氢氧化钠溶液的作用是吸收CO2，防止对CO的检验形成干扰；
(3)E中碱石灰的作用是吸收水蒸气(或干燥CO气体)；
(4)①CO2能使澄清的石灰水变浑浊。试管D中出现浑浊，证明产物中有CO2存在；氧化铜与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，证明分解产物中存在CO的现象是D中石灰水不变浑浊，G中石灰水变浑浊(或黑色固体变红)；
②小明认为应增加H装置，则H装置应放在AB两个装置之间，若观察到无水硫酸铜变蓝，则证明有水生成；
(5)根据化学方程式CuO +CO Δ Cu + CO2可知装置F中硬质玻璃管固体质量减轻的0.32g是参加反应的氧化铜中氧元素的质量。
设：参加反应的CO的质量为x
CuO +CO Δ Cu + CO2 Δm
28 16
X 0.32g
x=0.56g
3.6g的草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)中FeC2O4的质量=3.6g×
×100%=2.88g，FeC2O4分解产生了FeO、CO、CO2，所以草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)分解得到的CO2的质量=2.88g-0.56g-1.44g=0.88g；
(6)一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染空气。从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是没有处理尾气；
(7) 加热到400oC时，FeC2O42H2O完全分解，化学方程式是FeC2O42H2O
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O↑；
设：1.44g的FeO中铁元素的质量=1.44g×
×100%=1.12g， 根据质量守恒定律在化学变化中铁元素的质量不变，红棕色固体中氧元素的质量=1.60g-1.12g=0.48g，设：红色固体的化学式为FeaOb，则有56a：16b=1.12g：0.48g=2：3，所以红色固体的化学式为Fe2O3；氧化亚铁在空气中加热易生成氧化铁。该实验需要注意的事项是FeC2O42H2O分解实验应在密闭环境中进行，因为FeO易被氧化等。
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