题目内容

(14分)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1 硝酸、1.0 mol·L-1 盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH溶液、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 CuSO4溶液、20% KSCN溶液、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过(A)澄清石灰水、浓氢氧化钠 (B)浓硫酸、灼热氧化铜  (C)澄清石灰水;观察到(A)、(C)中澄清石灰水都变浑浊,(B)中有红色固体生成,则气体产物是            
(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是           
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。
① 提出合理假设
假设1:                             
假设2:                             
假设3:                             
② 设计实验方案证明你的假设
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使K2CO3完全溶解。分离不溶固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体。
固体部分溶解。
步骤2:
 
步骤3:
 
 
 
  (4)若假设1成立,K3[Fe(C2O4)3]分解反应的化学方程式为                
(14分)(1)CO和CO2  (2分)
(2)利用焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰(1分)
(3)①全部为铁单质(1分);全部为FeO(1分);同时存在铁单质和FeO(1分)
实验步骤
预期现象与结论
 
 
步骤2:向试管中加入适量CuSO4溶液,再加入少量上述不溶固体,充分振荡。[
(1)若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设2成立。
(2)若蓝色溶液颜色明显改变,且有暗红色固体物质生成,则证明有铁单质存在。
步骤3:继续步骤2中的(2),进行固液分离,用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体于试管中,滴加过量HCl后,静置,取上层清液,滴加适量H2O2,充分振荡后滴加KSCN。
结合步骤2中的(2):
(1)若溶液基本无色,则假设1成立。
(2)若溶液呈血红色,则假设3成立。
②证明假设1成立(2分)
证明假设2成立(2分)
证明假设3成立(2分)其他合理答案也可
(4)2K3[Fe(C2O4)3]3K2CO3 + 2FeO+4CO2+5CO
或2K3[Fe(C2O4)3]3K2CO3 + 2Fe+6CO2+3CO
或4K3[Fe(C2O4)3]6K2CO3 + 2Fe+10CO2+8CO+ 2FeO
(2分)其它合理答案也给分
练习册系列答案
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某工厂的废水中含有FeSO4、H2SO4、Ag2SO4、Al2(SO43及一些污泥。某研究性学习课题组测定了废水中各物质的含量并查找了溶解度数据,现列表如下
表一废水中各物质的含量
物质
FeSO4
H2SO4
Ag2SO4
Al2(SO4)2
污泥
质量分数/(%)
15.0
7.0
0.40
0.34
5.0
表二  FeSO4和Al2(SO43在水中的溶解度
温度/℃
0
10
20
30
40
50
FeSO4溶液度(g)
15.6
20.5
26.5
32.9
40.2
48.6
Al2(SO4)3溶解度(g)
31.2
33.5
36.4
40.4
45.7
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④ 将冷却至室温的混合液转移到圆底烧瓶中,加热;
⑤ 制取溴乙烷。
回答下列问题:
(1)步骤②向乙醇和水中缓缓加入浓硫酸时,小烧杯要置于冷水中冷却,除了避免硫酸小液滴飞溅外,更主要的目的是:_____________________________________
(2)步骤④加热片刻后,烧瓶内的混合物出现橙红色,出现这种现象的原因是(请用化学反应方程式表示):____________________________________________________
改用小火加热后,橙红色会逐渐消失,消失的原因是(请用化学反应方程式表示):
______________________________________________________
(3)为了更好地控制反应温度,除用图示的小火加热,还可采用的加热方式是__________。
(4)步骤⑤反应结束后,将U形管中的混合物倒入分液漏斗中,静置,待液体分层后, 弃去____________(填“上层”或“下层”)液体。为了除去粗产品中的杂质,可用下列试剂中的_____________(填序号)
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请回答:
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(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/mol?L-1
2.4×10-3
3.4×10-3
4.8×10-3
6.8×10-3
9.4×10-3
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是       。
A.2v(NH2)=v(CO2)B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量是         (填“增加”,“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H       O(填“>”、“=”或“<”),熵变△S        O
(填“>”、“=”或“<”)。
(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO2+NH3?H2O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO2)时间的变化趋势如图所示。

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⑥根据图中信息,如何说明该水解反应速率随温度升高而增大:_____。

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