题目内容

17．将1.800g FeC2O4•2H2O固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，测得其热重分析 曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示
已知：①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物．
②500℃之前，该热重分析仪的样品池处于氩气气氛中，500℃时起，样品池与大气相通．回答下列问题：
（1）300℃时是样品脱水的过程，试确定350℃时样品是否脱水完全是（填“是”或“否”），判断的理由是推算过程：
FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4•（2-n）H2O+nH2O
180 18n
1.000g （1.000-0.800）g
解得n=2，所以350℃时样品完全脱水．（要求写出推算过程）．
（2）400℃时发生变化的化学方程式是：FeC2O4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO2↑．
（3）将600℃时样品池中残留的固体隔绝空气冷却至室温，再向该固体中加入一定量的稀盐酸刚好完全溶解，用pH试纸测得所得溶液的pH=3，其原因是Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+；（用离子方程式回答）．向该溶液中滴加适量NaOH溶液，生成红褐色沉淀，测得此时溶液中铁元素的离子浓度为4.0×10-10 mol•L-1，则此时溶液的pH=5
（已知：Ksp[Fe（OH）2]=8.0×10-16，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38）．
（4）将1500℃时样品池中残留的固体隔绝空气冷却后，用稀盐酸溶解得到一棕黄色溶液．取少量该溶液滴加KSCN溶液，溶液显血红色；另取少量的该溶液滴加K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，产生特征蓝色沉淀．写出残留固体与稀盐酸反应的化学方程式Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O，产生血红色现象和特征蓝色沉淀的离子方程式分别为Fe3++6SCN-=[Fe（SCN）6]3-，3Fe2++2[Fe（CN）6]3-═Fe3[Fe（CN）6]2↓．

分析 （1）根据图象，300℃时是样品脱水生成固体质量为0.800g，所以假设反应为：
FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4•（2-n）H2O+nH2O
180                            18n
1.000g                   （1.000-0.800）g
解得n=2，所以350℃时样品完全脱水；
（2）根据铁元素质量守恒，铁原子的最小公倍数是6，于是存在下列质量关系：
     6FeO→3Fe2O3→2Fe3O4
     72：80：77.3    
固体质量的变化趋势与表中提供的数据一致．即72：80：77.3≈0.400：0.444：0.429．
因此表明：FeC2O4分解时，先转变为FeO，再转变为Fe2O3，最后变为Fe3O4，所以400℃时FeC2O4分解生成FeO，结合化合价有升必有降，则还有一氧化碳和二氧化碳生成；
（3）根据（2）的分析，600℃时FeC2O4分解生成Fe2O3，加稀盐酸溶解生成三价铁溶液，根据三价铁易水解成酸性分析；根据Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38进行计算；
（4）根据取少量该溶液滴加KSCN，溶液显血红色，说明含有三价铁离子；另取少量该溶液滴加K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，产生特征蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，所以根据氧化还原反应的特征1500℃时Fe2O3发生分解生成Fe3O4和氧气；产生特征蓝色沉淀的离子反应方程式3Fe2++2[Fe（CN）6]3-═Fe3[Fe（CN）6]2↓．

解答 解：（1）根据图象，300℃时是样品脱水生成固体质量为0.800g，所以假设反应为：
FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4•（2-n）H2O+nH2O
180                              18n
1.000g                    （1.000-0.800）g
解得n=2，所以350℃时样品完全脱水；
故答案为：是；
推算过程：
FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4•（2-n）H2O+nH2O
180                              18n
1.000g                    （1.000-0.800）g
解得n=2，所以350℃时样品完全脱水；
（2）根据铁元素质量守恒，铁原子的最小公倍数是6，于是存在下列质量关系：
     6FeO→3Fe2O3→2Fe3O4
     72：80：77.3    
固体质量的变化趋势与表中提供的数据一致．即72：80：77.3≈0.400：0.444：0.429．
因此表明：FeC2O4分解时，先转变为FeO，再转变为Fe2O3，最后变为Fe3O4，所以400℃时FeC2O4分解生成FeO，结合化合价有升必有降，则还有一氧化碳和二氧化碳生成；反应方程式为：FeC2O4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO2↑；故答案为：FeC2O4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO2↑；
（3）根据（2）的分析，600℃时FeC2O4分解生成Fe2O3，加稀盐酸溶解生成三价铁溶液，因为三价铁易水解所以溶液的PH为3，水解方程式为：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+；当铁元素的离子浓度为4.0×10-11 mol•L-1，则氢氧根的浓度为：$\root{3}{\frac{4×1{0}^{-38}}{4×1{0}^{-11}}}$=1.0×10-9 mol•L-1，氢离子浓度为$\frac{1×1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-9}}$=1.0×10-5 mol•L-1，所以PH=5，故答案为：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+；5；
（4）根据取少量该溶液滴加KSCN，溶液显血红色，说明含有三价铁离子；另取少量该溶液滴加K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，产生特征蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，所以根据氧化还原反应的特征1500℃时Fe2O3发生分解生成Fe3O4和氧气，四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁，反应的化学方程式为：Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O，产生血红色现象Fe3++6SCN-=[Fe（SCN）6]3-；生特征蓝色沉淀的离子反应方程式3Fe2++2[Fe（CN）6]3-═Fe3[Fe（CN）6]2↓；故答案为：Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O；Fe3++6SCN-=[Fe（SCN）6]3-，3Fe2++2[Fe（CN）6]3-═Fe3[Fe（CN）6]2↓．

点评 本题考查了探究物质组成、测量物质含量及性质实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握物质的性质及检验方法，正确分析曲线变化为解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．

练习册系列答案
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7．聚酰胺-66（尼龙-66）常用于生产帐篷、渔网、弹力丝袜等织物．可以利用以下路线来合成．D的核磁共振氢谱有两个峰．

已知：
Ⅰ．R-OH+R′-X$→_{室温}^{KOH}$R-O-R′+HX
Ⅱ．RCl$\stackrel{NaCN}{→}$R-CN$→_{H+}^{H_{2}O}$R-COOH
Ⅲ．R-CN$→_{Ni/△}^{H_{2}}$RCH2NH2
（1）1molA和1molH2在一定条件下恰好反应，生成饱和一元醇X，X中碳元素的质量分数约为65%，则X的分子式为C4H10O，A分子中所含官能团的名称是羟基、碳碳双键．
（2）B→C的反应类型是消去反应．
（3）C→D的化学方程式为．
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为检验F中的官能团，所用试剂包括NaOH水溶液及硝酸、硝酸银溶液．
（6）同时满足下列条件的H的同分异构体有多种．写出其中一种同分异构体的结构简式（核磁共振氢谱有三个峰，面积比为4：4：2）HCOOCH2CH2CH2CH2OOCH．
①只含一种官能团   ②1mol该物质与足量银氨溶液反应，生成4molAg
（7）已知：
写出以苯酚和HCHO为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任用）．合成路线流程图示例如下：
H2C═CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH
．
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5．利用微生物电池处理含乙酸钠和对氯酚（）的废水，工作原理如图所示．下列说法正确的是（　　）
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C．处理后的废水pH升高D．a极的电极反应式：
12．甲基环己烷的一氯代物有（不考虑立体异构）（　　）
A．3种B．4种C．5种D．6种
2．环境问题已经是我国面临的重大问题．
Ⅰ．减少二氧化碳的排放是一项重要课题．研究表明，C02经催化加氢可合成低碳醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H几种化学键的键能如表所示
化学键C=0H-HC-CC-H0-HC-0
键能/kJ•mol-1803436332409463326
通过计算得出△H=-28kJ/mol．
（2）在1.0L恒容密闭容器中投入lmolC02和2.75molH2发生该反应，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醉的物质的量如图所示．
当压强为P2，温度为512K时，向该容器中投入 lmol CO2、0.5mol H2、2mol CH3OH、0.6mol H20时，平衡向逆反应方向移动．
（3）以CH3OH、空气（02含量20%）、KOH溶液为 原料，以石墨为电极可直接构成燃料电池，则该电池的负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；用该 电池电解500mL 1mol/L CuSO4溶液，当燃料电池消耗标况下56L空气时，计算理论上两极电解产生气体的总物质的量1mol．
Ⅱ．SO2也是一种大气污染物，可以用海水处理含SO2的废气，海水中主要离子的含量如下：
成分含量/（mg/L）成分含量（mg/L）
Cl-18980Ca2+400
Na+10560HCO3-；142
SO42-2560Mg2+1272
（1）海水经初步处理后，还含有Ca2+、Mg2+，Na+、Cl-，向其中加入石灰浆使海水中的Mg2+转换 为Mg（OH）2，当Mg2+刚好沉淀完全时，c（ Ca2+）为4.58mol/L
已知Ksp[Mg（OH）2]=1.2×l0-11   Ksp[Ca（OH）2]=5.5×10-6
（2）处理过的废气中S02的含量可以通过碘量法来测定．用到的试剂有：0．l mol•L的碘标准溶液，淀粉溶液．当把处理后的废气以每分钟aL（标况下）的流速通入到lOOmL含有淀粉的碘标准液中，t min达到滴定终点．滴定终点的现象为溶液蓝色褪去，且半分钟不恢复颜色计算该处理气中SO2的含量$\frac{0.224}{at}$（用含a，t的式子表示）
9．某有机物A的最简式为C2H4O，其质谱图如图所示：有机物A的质谱图和主要碎片的归属
（1）该有机物的相对分子质量是88
（2）该有机物的分子式为C4H8O2
（3）若该有机物的红外光谱分析含有酯基，写出满足（2）中分子式的所有同分异构体的结构简式CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3、HCOOCH（CH3）2，HCOOCH2CH2CH3．
10．工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4（g）+2H2（g）?Si（s）+4HCl（g）；△H=+QkJ•mol-1（Q＞0），某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应，下列叙述正确的是（　　）
A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率
B．若反应开始时SiCl4为1mol，则达到平衡时，吸收热量为QkJ
C．反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol•L-1，则H2的反应速率为：0.015mol/（L•min）
D．当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol•L-1的NaOH溶液恰好反应
11．在一密闭容器中，反应aA（g）?bB（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加1倍，达到新的平衡后，B的浓度是原来的40%，则（　　）
A．平衡向正反应方向移动B．物质A的转化率变大
C．物质B的质量分数增加D．a＞b

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