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.按如图装置进行实验．(1)连接好装置后.加入药品前.应该进行的实验操作是．(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．停止加热前需要先断开A.B� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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，按如图装置进行实验（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

（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

（填：“是”、“否”）需要先断开A、B的连接处和E、F的连接处？为什么？

．
（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

（写化学式）．能证明分解产物中有CO气体生成的实验现象是

．
（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实验方法是

，现象是

．
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

（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：

．

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）分析装置图可知，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验装置气密性；
（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=

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检查，
故答案为：检查装置气密性检查；
（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）=

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×

0.15mol

=2.8g；
如果固体为FeO，则固体的质量为：72g/mol×

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↑，
故答案为：Fe和FeO；3FeO+NO₃^-+10H⁺═3Fe³⁺+5H₂O+NO↑、Fe+NO₃^-+4H⁺═Fe³⁺+2H₂O+NO↑．

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，题目难度较大，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．