题目内容
【题目】草酸亚铁晶体（FeC2O42H2O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成，探究过程如下：
（查阅资料）
①硫酸铜晶体（CuSO45H2O）受热时会发生如下反应： CuSO45H2O
CuSO4+5H2O草酸亚铁晶体（FeC2O42H2O）也能发生类似的反应；
②草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2；
③白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色；
④浓硫酸具有吸水性，是常用的气体干燥剂；
⑤浓的氢氧化钠溶液易吸收大量的二氧化碳气体，比石灰水吸收效果好。
（实验设计）
（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是_______。
（2）可选择以下实验装置中的_____（选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”。
（问题讨论）
（3）实验过程中如果观察到以下现象：B中白色无水CuSO4变成蓝色，___________，E中黑色粉末变成红色，则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2；写出F装置中所发生反应的化学方程式_________。
（4）该兴趣小组进行上述实验时，应先点燃__________处（填“A”或“E”）的酒精灯，原因是____________。
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需对实验设计方案进行改进，请说出你的改进措施________。
（数据分析）
（6）称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC2O42H2O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析该图回答下列问题：
①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为____________。
②已知：300℃时草酸亚铁晶体完全分解后剩余固体只有一种且是铁的氧化物。通过计算可确定该氧化物为_____________（填名称）。（请写出计算过程）
【答案】无尾气处理装置 甲 C中澄清石灰水变浑浊 CO+ CuO 
Cu + CO2 A 需先将装置内的空气排尽，防止CO与空气混合加热发生爆炸 在C和D装置之间增加盛有足量浓氢氧化钠溶液的洗气瓶 FeC2O42H2O
FeC2O4+2H2O 氧化铁(详见解析)
【解析】
（1）根据查阅资料可知，草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2，一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境，从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是无处理尾气装置；
（2）加热固体物质时，为防止冷凝水倒流引起试管的炸裂，试管口应该略向下倾斜，“热分解装置”应该选择甲装置；
（3）若有水生成，根据查阅资料可知，白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色，可用无水CuSO4检验是否有水生成，若有二氧化碳生成，二氧化碳能使澄清石灰水就浑浊，可用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，若有CO生成，CO能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，可根据氧化铜是否被还原检验一氧化碳的存在，所以根据实验过程中如果观察到以下现象：B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中黑色粉末变成红色，则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2；F装置中所发生反应是一氧化碳与氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式CO+ CuO Cu + CO2；
（4）进行上述实验时，应先点燃A处的酒精灯，原因是需先将装置内的空气排尽，防止CO与空气混合加热发生爆炸；
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则在C和D装置之间增加盛有足量浓氢氧化钠溶液的洗气瓶，以除去二氧化碳气体；
（6）①3.60g草酸亚铁晶体中草酸亚铁质量为=
，结晶水质量=3.60g-2.88g=0.72g，经过过程Ⅰ，剩余固体的质量为2.88g，说明结晶水完全失去，此时的固体物质为FeC2O4；过程Ⅰ的反应是草酸亚铁晶体受热分解生成草酸亚铁和水，反应的化学方程式是FeC2O42H2O
FeC2O4+2H2O；
②3.60g草酸亚铁晶体中铁元素质量=
，则铁的氧化物中氧元素质量=1.60g-1.12g=0.48g，铁原子和氧原子的个数比=
，因此铁的氧化物化学式是Fe2O3，物质的名称是氧化铁。
