Question

【题目】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O，相对分子质量180g)是一种浅黄色晶体， 难溶于水，受热分解(文献显示其反应方程式为FeC2O4·2H2O ==FeO+CO↑+CO2↑+2H2O)。某化学兴趣小组设计如图装置，探究草酸亚铁晶体的分解反应。

(1)该装置存在的明显缺陷为________________。

(2)设计实验步骤如下：①检查装置的气密性；②打开活塞K1，通入一段时间的N2，再关闭活塞K1；③先点燃_____处的酒精灯，再点燃________处的酒精灯。

(3)实验过程中，证明分解生成CO2的现象是_________________；而E处黑色粉末变红，证明草酸亚铁分解产中CO，若只通过F中的现象证明产生CO，则需要在C和D之间增加盛有_______溶液的洗气瓶。

(4)实验结束后，有同学打开K1，又通入一段时间的N2，使装置A中分解产生的气体全部通入后面的装置中，并将装置C、F中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，测得C中沉淀质量大约是F中的3倍，重新实验得出的实验结果不变。小组成员经过讨论排除澄清石灰水不足造成的影响，提出三个假设：

a.CO在装置E中没有完全氧化；

b.使用的草酸亚铁试剂变质，有部分CO被分解过程中产生的Fe2O3氧化为CO2；

c.草酸亚铁分解时，有部分CO被FeO氧化为CO2；

小组成员于是设计如下方案验证：

①验证假设a：在E之后再增加一个相同装罝E，并增加E中CuO的量，重新实验，所得数据只有微小变化，但不足以影响实验结果，说明假设a不成立。

②验证假设b：取少量草酸亚铁晶体溶于盐酸，再加入适量的____溶液，无明显现象，证明草酸亚铁晶体没有变质，说明假设b不成立

③验证假设c：取实验后A中固体溶于盐酸，产生__________，证明假设c成立。

④实验时同时测出下列有关数据：FeC2O4·2H2O的质量为10.80g，A中剩余固体的质量为3.84g，测得实验结束后装置A中n(FeO)=________。

(5)根据实验分析，写出装置A中发生的总反应方程式_____________________。

Answer 1

【答案】没有处理尾气中的CO气体，会造成大气污染(或没有尾气处理装置) E A C中澄清石灰水变浑浊 NaOH KSCN 或NH4SCN 气体 0.03 FeC2O4·2H2O Fe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O

【解析】

根据实验步骤可知，检查装置的气密性后，打开活塞K1，通入一段时间的N2，目的是排除装置中的空气，再关闭活塞K1，先点燃E处酒精灯，再点燃A处酒精灯，装置A中发生FeC2O4·2H2O的分解反应，装置B中无水硫酸铜可以检验是否有水蒸气生成，装置C中澄清石灰水可以检验并吸收生成的二氧化碳，装置D中的浓硫酸可以干燥气体，装置E，通过现象可以验证是否生成还原性气体，装置F中澄清石灰水可以检验前面的还原性气体是否为一氧化碳，据此分析解答。

(1)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．没有处理尾气中的CO气体，会造成大气污染，故答案为：没有处理尾气中的CO气体，会造成大气污染；

(2)实验步骤如下：①检查装置的气密性；②打开活塞K1，通入一段时间的N2，再关闭活塞K1；③先点燃E处酒精灯，再点燃A处酒精灯，更好的检验一氧化碳气体的存在，故答案为：E；A；

(3)实验过程中，证明分解生成CO2的现象是C中澄清石灰水变浑浊，而E处黑色粉末变红，证明草酸亚铁分解产中CO，若只通过F中的现象证明产生CO，则需要在C和D之间增加盛有NaOH溶液的洗气瓶，用来除净生成的二氧化碳气体，故答案为：C中澄清石灰水变浑浊；NaOH；

(4)②验证假设b：取少量草酸亚铁晶体溶于盐酸，再加入适量的KSCN 或NH4SCN溶液，无明显现象，证明草酸亚铁晶体没有变质，说明假设b不成立，

③验证假设c：草酸亚铁分解时，有部分CO被FeO氧化为CO2，反应过程中有Fe生成，取实验后A中固体溶于盐酸，产生气体，说明生成了铁，证明假设c成立，

④分析可知晶体分解生成的产物为二氧化碳、一氧化碳、水、氧化亚铁、铁，反应后固体为铁和亚铁，实验时同时测出下列有关数据：FeC2O42H2O的质量为10.80g，其物质的量n==0.06mol，A中剩余固体的质量为3.84g，设生成Fe物质的量为x，FeO物质的量为y。则有x+y=0.06mol，56x+72y=3.84g，解得：x=0.03mol，y=0.03mol，即测得实验结束后装置A中n(FeO)=0.03mol，故答案为：KSCN或NH4SCN；气体；0.03；

(5)实验分析可知晶体分解生成的产物为二氧化碳、一氧化碳、水、氧化亚铁、铁，反应后固体为铁和亚铁，测得C中沉淀质量大约是F中的3倍，碳元素守恒说明二氧化碳物质的量是一氧化碳物质的量的3倍，反应的化学方程式为：FeC2O42H2OFe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O，故答案为：FeC2O42H2OFe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O。