题目内容

11．某化学研究小组探究无水三草酸合铁酸钾K3[Fe（C2O4）3]受热分解的产物，并对所得气体产物和固体产物进行验证，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）．

（1）连接好装置后，加入药品前，应该进行的实验操作是检查装置的气密性（填操作名称）．
（2）实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间以后，加热反应管A和E，待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直到反应管冷却．停止加热前是否需要先断开A、B的连接处和E、F的连接处？为什么？不需要，因为N2不断通入，B、F瓶溶液不会倒吸．
（3）实验中观察到B中澄清石灰水变浑浊，则说明气体产物中有CO2（写化学式）．
能证明分解产物中有CO气体生成的实验现象是E中黑色固体变成红色，F中溶液变浑浊．
（4）该小组同学查阅资料后得知，固体产物中不存在+3价Fe元素，而盐类物质只有K2CO3．
①验证固体产物中钾元素存在的方法是焰色反应，现象是透过蓝色的钴玻璃观察到紫色火焰．
②研究小组为探究铁元素的存在形式，取A中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸馏水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取4.4g黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下NO气体1.12L通过计算判断黑色粉末的成分为Fe和FeO（写化学式）．写出黑色粉末溶于足量稀硝酸发生反应的离子方程式：3FeO+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O、Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O．

分析 探究无水三草酸合铁酸钾K3[Fe（C2O4）3]受热分解的产物：连接好装置后，加入药品前，应该进行的实验操作是检验装置气密性，利用氮气提供惰性环境，避免干扰分解产物的分析和验证，装置A：无水三草酸合铁酸钾K3[Fe（C2O4）3]受热分解，装置B：将气体产物通过澄淸石灰水，观察到澄清石灰水变浑浊，有CO2生成，装置C：用氢氧化钠将CO2除尽，装置D：净化（干燥）剩余产物气体，装置E：检验CO（用CuO，变红），装置F：检验有CO2生成（CO的氧化产物）．
（1）分析装置图可知，利用氮气提供惰性环境，避免干扰分解产物的分析和验证，加入药品前，应该进行的实验操作是检查装置气密性；
（2）根据实验结束后，需要继续通入氮气直到玻璃管冷却来分析；
（3）B中是澄清石灰水，生成沉淀证明生成二氧化碳，证明一氧化碳生成可以利用装置E中黑色固体变成红色，F中溶液变浑浊，说明一氧化碳还原氧化铜反应生成二氧化碳通过F澄清石灰水变浑浊；
（4）①验证固体产物中钾元素存在的实验方法用焰色反应，但必须要透过蓝色的钴玻璃观察到紫色火焰来判断；
②先根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算出NO的物质的量，再根据化合价变化计算出生成一氧化氮转移的电子的物质的量，然后利用极值法和电子守恒判断4.4g固体的组成，最后写出反应的离子方程式．

解答 解：（1）装置图分析可知，利用生成氮气提供惰性环境，避免干扰分解产物的分析和验证，加入药品前，应该进行的实验操作是检查装置气密性，
故答案为：检查装置气密性；
（2）实验结束后，需要继续通入氮气直到玻璃管冷却，氮气气体进入B和F中溶液中，所以不会出现倒吸现象，
故答案为：否；因为N2不断通入，B、F瓶溶液不会倒吸；
（3）B中是澄清石灰水，生成沉淀证明生成二氧化碳，证明一氧化碳生成可以利用装置E中黑色固体变成红色，F中溶液变浑浊，说明一氧化碳还原氧化铜反应生成二氧化碳通过F澄清石灰水变浑浊，
故答案为：CO2；E中黑色固体变成红色，F中溶液变浑浊；
（4）①验证固体产物中钾元素存在的实验方法用焰色反应，但必须要透过蓝色的钴玻璃观察到紫色火焰，
故答案为：焰色反应；透过蓝色的钴玻璃观察到紫色火焰；
②标况下1.12L一氧化氮的物质的量为：n（NO）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成0.05mol电子需要转移的电子的物质的量为：（5-2）×0.05mol=0.15mol，根据电子守恒，如果固体完全为铁，则固体的质量为：56gmol×$\frac{0.15mol}{3}$=2.8g；如果固体为FeO，则固体的质量为：72g/mol×$\frac{0.15mol}{3-2}$=10.8g，所以4.4g为Fe和FeO的混合物，
Fe与硝酸反应的离子方程式为：3FeO+NO3-+10H+═3Fe3++5H2O+NO↑，FeO与硝酸反应的离子方程式为：Fe+NO3-+4H+═Fe3++2H2O+NO↑，总反应为：3FeO+Fe+2NO3-+14H+═4Fe3++7H2O+2NO↑，
故答案为：Fe和FeO；3FeO+NO3-+10H+═3Fe3++5H2O+NO↑、Fe+NO3-+4H+═Fe3++2H2O+NO↑或3FeO+Fe+2NO3-+14H+═4Fe3++7H2O+2NO↑．

点评 本题考查物质性质实验方案的设计，涉及了元素及其化合物性质、离子方程式书写等知识，题目难度中等，试题知识点较大，综合性较强，是一道质量较好的题目，有利于提高学生运用所学知识的能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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1．根据要求回答下列问题：
一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业．
（1）高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：
4CO（g）+Fe3O4（s）=4CO2（g）+3Fe（s）△H=a kJ•mol-1
CO（g）+3Fe2O3（s）=CO2（g）+2Fe3O4（s）△H=b kJ•mol-1
反应3CO（g）+Fe2O3（s）=3CO2（g）+2Fe（s）的△H=$\frac{（2a+b）}{3}$kJ•mol-1
（用含a、b 的代数式表示）．
（2）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到．
第一步：2CH3OH（g）?HCOOCH3（g）+2H2（g）△H＞0
第二步：HCOOCH3（g）?CH3OH（g）+CO（g）△H＞0
在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有升高温度，降低压强．
2．下列说法或推理正确的是（　　）
A．将Fe（N03）2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe（N03）2晶体已氧化变质
B．常温下，pH都为11的氢氧化钠溶液和氨水均加水稀释100倍，pH都变为9
C．25℃时，Ksp（ BaC03）＞Ksp（ BaCrO4），则沉淀水体中的Ba2+选择Na2CrO4比Na2CO3好
D．将CH3CH2Br与NaOH溶液共热，冷却后取出上层溶液，加入AgNO3溶液，产生沉淀，则CH3CH2Br在NaOH溶液中发生了水解
19．下列物质中，只含离子键的是（　　）
A．CaCl2B．NaOHC．CCl4D．CO2
6．盱眙县澳吉尔国际绿博园，采用智能化温室，以盆式、墙式、床式、管式、柱式等新型栽培技术，培育特色的瓜果、花卉及蔬菜，勾勒出一幅幅充满春意的画卷．
①能引起温室效应的气体主要是CO2；
②新鲜的瓜果蔬菜富含维生素C，多吃可以预防坏血病．
③要定期进行消毒，通常使用过氧乙酸（CH3COOOH），其制备方法以醋酸、双氧水为原料加以制备，写出其化学方程式为CH3COOH+H2O2→CH3COOOH+H2O．
16．某调香剂的化学式为 C12H14O2，该调香剂广泛用于香精．某实验室科技人员设计了下列合成路线来合成该调香剂：

试回答下列问题：
（1）B物质的分子式为C5H12O2，在核磁共振氢谱中能呈现6种峰．
（2）D物质的官能团名称是羧基、碳碳双键．
（3）上述合成路线中属于取代反应的是②⑤⑥（填编号）；
（4）写出反应③、⑥的化学方程式：③+O2 $→_{△}^{催化剂}$+H2O⑥
（5）F有多种同分异构体，符合下列条件同分异构体共有18种，写出其中一种的结构简式．
 ①属于芳香族化合物，且含有与F相同的官能团；
②苯环上有两个取代基，且苯环上的一氯代物只有两种；
③两个取代基上碳原子数目相同，且均含有一种官能团．
3．下列气体通入水中，水溶液呈碱性的是（　　）
A．NH3B．NOC．SO3D．CO2
20．日常所用干电池其电极分别为炭棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn-2e-═Zn2+；2N${H}_{4}^{+}$+2e-═2NH3+H2↑（NH3再用于结合Zn2+）．根据上述叙述判断下列说法中不正确的是（　　）
A．干电池中Zn为负极，炭为正极
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D．干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
1．下列说法中正确的个数是（　　）
①0.1mol/L K2Cr2O7溶液中Cr2O72-的数目为小于0.1NA
②50mL 18.4mol/L 浓硫酸与足量铜微热后反应，生成SO2分子的数目为0.46NA
③0.1mol Na与足量乙二醇反应，生成氢气在标准状况下的体积为1.12L
④-OH、OH-和H2O中电子数之比为9：10：10
⑤1L 苯在空气中充分燃烧，产生相同条件下的水3L
⑥1mol Cl2作氧化剂时得到的电子数为2NA．
A．1B．2C．3D．4

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