Question

【题目】草酸亚铁晶体（）常用于晒制蓝图。某研究性学习小组对其进行了系列探究。

I.纯净的草酸亚铁晶体热分解产物的探究

（1）气体产物成分的探究，小组成员采用如下装置（可重复选用）进行实验：

①E中盛装碱石灰的仪器名称为__________________。

②按照气流从左到右的方向，上述装置的接口顺序为___________尾气处理装置。

③实验前先通入一段时间，其目的是________________________。

④实验证明气体产物中含有，依据的实验现象为_________________________________。

（2）受热分解时，固体质量随温度变化的曲线如下图所示，写出加热到400℃时，晶体受热分解的化学方程式_________________________。

（3）晒制蓝图时，以溶液为显色剂，写出与溶液反应的化学方程式____________。

Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定

（4）工业制得的草酸亚铁晶体中常含有杂质测定其纯度的步骤如下：

步骤1：称取草酸亚铁晶体样品溶于稀中，配成溶液；

步骤2：取上述溶液，用，标准液滴定至终点消耗标准液；

步骤3：向反应后溶液中加入适量锌粉充分反应后加人适量稀，再用标准液滴定至终点，消耗标准液

①步骤2中滴定终点的现象为_______________，，步骤3中加入锌粉的目的是__________________。

②草酸亚铁晶体样品的纯度为_________________（写出计算表达式）。

Answer 1

【答案】U形管 排出装置中的空气，防止加热时爆炸 C处反应管中的固体由黑变红，其后的澄清石灰水变浑浊 （或） 当加入最后1滴溶液时，溶液变为浅红色，且半分钟内不恢复原色 将还原为

【解析】

Ⅰ由草酸亚铁晶体的化学式推测，其隔绝空气受热分解时可能会产生FeO，水以及碳的氧化物；可利用CO的还原性验证生成的碳的氧化物中含有CO，那么C装置与其后放置的B装置组合，即可起到验证CO生成的作用；由于CO属于可燃气体，为了避免可能发生的危险，需要在加热前通氮气，将装置内的空气驱赶走；在考虑装置的连接顺序时，由于C装置是在硬质玻璃管中对固体进行加热，因此入口处务必要加干燥装置，防止水蒸气进入C装置导致其炸裂，这样C装置前方务必为E装置；此外，为了验证分解产物也有CO2，需要在E的前方也放置一个B装置。

Ⅱ由于工业制得的草酸亚铁晶体中的杂质为FeSO4，因此，是由草酸根的含量确定的草酸亚铁产物的纯度；为了确定草酸根的含量，题干设计了两次滴定实验即分别为步骤2和步骤3；步骤2中，样品溶液中的Fe2+和草酸根都被高锰酸钾氧化，Fe2+被氧化为Fe3+仍留在溶液中，而草酸根则被氧化为CO2从溶液中消失；步骤3中，先用锌粉将步骤2生成的Fe3+转化为Fe2+，再用高锰酸钾溶液将Fe2+又氧化为Fe3+；由于步骤2和3使用的高锰酸钾溶液浓度相同，那么步骤2相比于步骤3多加的高锰酸钾溶液则用于将草酸根氧化，再进一步根据电子得失守恒即可确定草酸根的含量，草酸亚铁产品的纯度即可计算。

Ⅰ(1)①由E装置的形状可知，其名称为U形管或U形干燥管；

②通过分析可知，C装置前方务必加干燥装置E，B装置要与C装置一同构成验证CO产物生成的组合装置，此外也需要在验证CO的生成的装置前方安排验证CO2生成的B装置；因此连接顺序为a→g→f→b→c→h→i→d→e→b→c→尾气处理装置；

③通过分析可知，由于草酸亚铁分解时会产生可燃气体CO，因此加热前需要用氮气将装置内的空气排尽，防止加热时发生爆炸；

④通过分析可知，若有CO生成，则C装置中的CuO会被还原为Cu单质，即固体由黑色变为红色；B装置则会因为C中产生的CO2而出现浑浊现象；

(2)通过分析可知，草酸亚铁晶体分解时会生成水，CO和CO2；结合固体质量随温度变化的曲线，进一步可知，草酸亚铁晶体分解时先发生的是结晶水的脱除，随后再发生草酸亚铁的分解，因此加热到400℃时发生的化学方程式为：或；

(3)草酸亚铁中的Fe为+2价，可以与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，相应的化学方程式为：；

Ⅱ(4)①通过分析可知，步骤2发生的是高锰酸钾将Fe2+和草酸根氧化的反应；步骤2滴定终点的现象为：加入最后一滴高锰酸钾溶液后，溶液变为浅红色，且半分钟内不变化；步骤3中加入锌粉是为了将步骤2中生成的Fe3+还原为Fe2+；

②通过分析可知，mg草酸亚铁晶体样品配制成250mL溶液后，25mL这种溶液中含有的草酸根可以消耗的高锰酸钾溶液的物质的量为：；那么，结合电子得失守恒可知，mg样品中含有的草酸根的物质的量为：；草酸亚铁晶体的摩尔质量为180g/mol；所以样品的纯度为：。