题目内容
【题目】某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体(FeC2O4·nH2O)分解的实验探究。经小组讨论,他们设计了如下装置进行实验。 烧瓶B中盛有饱和NH4Cl和饱和NaNO2混合液(常用于实验室制N2),干燥管C1、C4中装有碱石灰,试管E1、E3、E4中装有澄清石灰水。
(1)充分反应后,将D1中的固体残余物投入足量经煮沸的稀硫酸中,固体完全溶解且无气体放出,取反应液加入KSCN溶液无血红色,证明固体产物为 (写化学式)。
(2)该装置中有3个酒精灯,整个实验过程至少应该点 次酒精灯,最后一次点燃的是 。(填酒精灯下的字母)
(3)该实验装置中有4个直立的试管,它们与盛放试剂体现不同的作用,其中E3的作用是: 。
(4)该实验装置中有4个干燥管,C3中盛装的试剂是 。
(5)取7.2 g样品充分反应后,测得D1中的固体残余物为2.88 g,D2中固体质量减轻0.64 g,则草酸亚铁晶体(FeC2O4·nH2O)分解的方程式为 。
【答案】(1)FeO;(2)4,A1;(3)验证气体中的CO2是否除尽;
(4)P2O5或CaCl2;(5)FeC2O42H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O。
【解析】
试题分析:(1)加入足量的煮沸的稀硫酸,防止氧气的影响实验(Fe2+氧化成Fe3+),无气体产生,说明无CO32-,加入KSCN溶液物血红色,说明铁元素以+2价存在,因此固体产物是FeO;(2)A3是检验还原气体存在,即可能是CO,CO是可燃性气体,需要检验纯度,防止发生危险,因此需要4次点燃酒精灯,最后一次点燃酒精灯是A1,目的是产生N2,让FeC2O4分解产生的气体,全部被吸收;(3)E1是检验FeC2O4分解的气体中是否含有CO2,E3是验证气体中的CO2是否除尽;(4)C2的作用是检验水蒸气,盛放无水硫酸铜,C3的作用可以是防止E1中水蒸气进入C2,产生干扰,C3盛放干燥剂,但不能盛放碱石灰或生石灰,因此应是P2O5或CaCl2;(5)根据(1) 残留物是FeO,其物质的量为2.88/72mol=0.04mol,根据铁元素守恒,FeC2O4·nH2O的物质的量为0.04mol,D2固体质量减轻0.64g,减少的氧原子的质量为0.64g,即CO的物质的量为0.64/16mol=0.04mol,根据碳元素守恒,CO2的物质的量为0.04mol,固体质量为7.2g,因此有7.2/(144+18n)=0.04,解得n=2,因此草酸亚铁晶体的化学式为FeC2O4·2H2O,因此受热分解的反应方程式为:FeC2O42H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O。