Question

（14分）草酸亞鐵晶體（化學(xué)組成為FeC₂O₄·xH₂O）是一種淡黃色晶體粉末，常用于照相顯影劑及制藥工業(yè)，是電池材料的制備原料．

 

 

5、鐵的氧化物被CO還原所需的溫度：

草酸亞鐵晶體受熱分解可以生成四種氧化物，為確定分解后的產(chǎn)物及x的值，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行探究（酒精燈略去，不考慮裝置中氣體的質(zhì)量，且無水CuSO₄足量）：

 

 

【實(shí)驗(yàn)步驟】：

①連接好裝置，   ▲   ；

②稱量裝置B（含兩側(cè)彈簧夾）、C的質(zhì)量；

③在熱分解裝置中裝入一定質(zhì)量的草酸亞鐵晶體，打開彈簧夾a、b，鼓入一段時間氮?dú)猓?/p>

④   ▲   ，用酒精燈加熱熱分解裝置，直至晶體完全變成黑色，停止加熱；

⑤打開彈簧夾a，繼續(xù)通氮?dú)庵裂b置冷卻，關(guān)閉彈簧夾a、b；

⑥再次稱量裝置B、C的質(zhì)量．

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】：該小組同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄了如下數(shù)據(jù)：

 

	裝置B的質(zhì)量（／g）	裝置C的質(zhì)量（／g）
實(shí)驗(yàn)前	145.8	168.2
實(shí)驗(yàn)后	140.4	170.0
熱分解裝置質(zhì)量為136.8g

 

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】：

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，裝置C中固體顏色變?yōu)樗{(lán)色，說明草酸亞鐵晶體分解生成了   ▲   ，F(xiàn)eC₂O₄·xH₂O中x的值為   ▲   ；

（2）裝置E出現(xiàn)黑色物質(zhì)，說明草酸亞鐵晶體分解生成了   ▲   ；

（3）裝置C中澄清石灰水變渾濁，說明草酸亞鐵晶體分解生成了   ▲   ；

（4）根據(jù)上表數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)后，熱解裝置中殘留黑色物質(zhì)的化學(xué)式；（3分）

（提示：相對分子質(zhì)量分別為FeC₂O₄：144； H₂O：18）   ▲   ；

（5）實(shí)驗(yàn)過程中，鼓入氮?dú)獾哪康氖?u>   ▲   ；

（6）實(shí)驗(yàn)后，熱解裝置中固體的顏色由淡黃色變成黑色，寫出草酸亞鐵晶體受熱分解的化學(xué)方程式   ▲   ；

【反思應(yīng)用】：

（7）有同學(xué)認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)中生成的CO和鐵的氧化物會繼續(xù)反應(yīng)生成鐵。你認(rèn)為這種說法是否正確？請說出可能的理由   ▲   ；

（8）經(jīng)過討論，同學(xué)們一致認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)裝置有不足，你認(rèn)為是什么？   ▲   ；

（9）某些食品的包裝袋中，常用氧化亞鐵作為防偽試劑，一旦包裝打開，立即變成紅棕色，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式   ▲   ．

 

Answer 1

【答案】

【實(shí)驗(yàn)步驟】：①檢查氣密性    ④關(guān)閉彈簧夾a

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】：（1）水    2    （2）CO    （3）CO₂

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得熱分解裝置中草酸亞鐵晶體的質(zhì)量為145.8g—136.8g = 9.0g，分解后生成水的質(zhì)量為170.0g—168.2g = 1.8g，則草酸亞鐵晶體中FeC₂O₄的質(zhì)量為9.0g—1.8g =7.2g，

則其中Fe元素質(zhì)量為

又∵熱分解裝置中剩余黑色固體質(zhì)量為140.4g—136.8g = 3.6g，

∴剩余物中氧元素質(zhì)量為3.6g—2.8g = 0.8g  …………………………………   1分

設(shè)此黑色物質(zhì)的化學(xué)式為FeaOb，則

∴熱解裝置中殘留黑色物質(zhì)的化學(xué)式為FeO（其他合理答案也可得分）

（5）排盡裝置中的空氣，以免黑色的殘留物（或FeO）被氧化

【反思應(yīng)用】：（7）不正確，因?yàn)闇囟冗_(dá)不到工業(yè)煉鐵所需的高溫，所以不能相互反應(yīng)生成Fe；

（8）沒有尾氣處理裝置，會造成CO污染空氣；

（9）4FeO + O₂ === 2Fe₂O₃

【解析】略