Question

【題目】興趣小組設(shè)計實驗驗證草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物，并用熱重法（TG）確定其分解后所得固體產(chǎn)物的組成。

資料鏈接:①草酸亞鐵晶體（ FeC2O4﹒2H2O）是淺黃色、難溶于水、受熱易分解的固體。

②無水硫酸銅遇水會變成藍色。

探究一: 探究草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物

[猜想假設(shè)]猜想一: X、CO2

猜想二: X、CO

猜想三: X、CO、CO2，物質(zhì)X為________（填化學(xué)式）。

[設(shè)計實驗]

（1）選擇_________（填字母序號）作為虛線中的“熱分解裝置”

A 過氧化氫分解制氧氣的發(fā)生裝置

B 氯酸鉀分解制氧氣的發(fā)生裝置

（2）進行上述實驗時，先點燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時間后再點燃E處的酒精燈，原因是_________。

（3）D中濃硫酸的作用是________，實驗過程中觀察到______的現(xiàn)象，證明猜想三正確。

[交流討論]

（1）C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

（2）該裝置并不能嚴謹證明猜想三成立，改進的措施是在C和D裝置之間增加盛有___（填 名稱）溶液的洗氣瓶。

探究二:熱重法（TG）確定分解所得固體產(chǎn)物的組成

[數(shù)據(jù)分析]

稱取3.60g草酸亞鐵晶體（ FeC2O4﹒2H2O,為相對分子質(zhì)量為180），用熱重法對其進行熱分解，得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示。300°C時，剩余固體為純凈物且是鐵的氧化物，通過計算確定該物質(zhì)的化學(xué)式為_________。

Answer 1

【答案】H2O B 把裝置中空氣排盡,避免CO和空氣混合達到爆炸極限，加熱時發(fā)生爆炸 干燥氣體 B中白色無水CuSO4變成藍色，C中澄清石灰水變渾濁，E中固體由黑變紅 濃氫氧化鈉 Fe2O3

【解析】

過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解制氧氣，反應(yīng)在常溫下進行，氯酸鉀和二氧化錳加熱分解制氧氣，反應(yīng)需要加熱，草酸亞鐵晶體受熱分解，為固體加熱裝置，二氧化碳和氫氧化鈣生成碳酸鈣和水，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水。

[猜想假設(shè)] 草酸亞鐵晶體（ FeC2O4﹒2H2O）含有結(jié)晶水，則受熱分解的氣體可能是水蒸氣，故物質(zhì)X為水，化學(xué)式為H2O。

[設(shè)計實驗]

（1）過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解制氧氣，反應(yīng)在常溫下進行，氯酸鉀和二氧化錳加熱分解制氧氣，反應(yīng)需要加熱，草酸亞鐵晶體受熱分解，為固體加熱裝置，故選B。

（2）一氧化碳屬于可燃性氣體，不純加熱會發(fā)生爆炸，實驗要排出裝置中的空氣，故進行上述實驗時，先點燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時間后再點燃E處的酒精燈，原因是把裝置中空氣排盡,避免CO和空氣混合達到爆炸極限，加熱時發(fā)生爆炸。

（3）濃硫酸具有吸水性，故D中濃硫酸的作用是干燥氣體；

無水硫酸銅遇水變藍色，故實驗過程中觀察到B中白色無水CuSO4變成藍色的現(xiàn)象，證明生成的氣體含水，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故觀察到C中澄清石灰水變渾濁，說明生成的氣體含二氧化碳，一氧化碳能與氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，故E中固體由黑變紅，說明生成的氣體中含一氧化碳，故填：B中白色無水CuSO4變成藍色，C中澄清石灰水變渾濁，E中固體由黑變紅；

[交流討論]

（1）C中反應(yīng)是二氧化碳和氫氧化鈣生成碳酸鈣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（2）二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，該裝置并不能嚴謹證明猜想三成立，需要吸收二氧化碳，故改進的措施是在C和D裝置之間增加盛有濃氫氧化鈉溶液的洗氣瓶。

[數(shù)據(jù)分析]

3.60g草酸亞鐵晶體（ FeC2O4﹒2H2O,為相對分子質(zhì)量為180）中的鐵元素的質(zhì)量為

，氧化物中氧元素的質(zhì)量為，鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為，設(shè)鐵的氧化物的化學(xué)式為，則，，故鐵的氧化物的化學(xué)式為。