Question

【題目】K3[Fe（C2O4）3]3H2O（三草酸合鐵酸鉀晶體）為翠綠色晶體，可用于攝影和藍色印刷，110℃失去結(jié)晶水，230℃分解。某化學研究小組對K3[Fe（C2O4）3]3H2O受熱分解生成的氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進行探究。

實驗一：探究實驗所得的氣體產(chǎn)物，按如圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去，部分裝置可重復使用)。

（1）實驗室常用飽和NH4Cl和飽和NaNO2的混合液制N2，反應的化學方程式為__。

（2）裝置的連接順序為：A→__→__→__→__→__→F(填各裝置的字母代號)。__

（3）檢查裝置氣密性后，先通一段時間N2，其目的是__，實驗結(jié)束時熄滅A、C兩處的酒精燈，繼續(xù)通N2至常溫，其目的是__。

（4）實驗過程中觀察到F中的溶液變渾濁，C中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物__（填化學式）。

實驗二：分解產(chǎn)物中固體成分的探究

（5）定性實驗：經(jīng)檢驗，固體成分含有K2CO3、FeO、Fe。

定量實驗：將固體產(chǎn)物加水溶解、過濾洗滌、干燥，得到含鐵樣品。完成上述實驗操作，需要用到下列儀器中的___(填儀器編號)。

設計下列三種實驗方案分別對該含鐵樣品進行含量的測定

甲方案：ag樣品溶液得固體bg

乙方案：ag樣品測得氣體體積VmL（標況）

丙方案：ag樣品250mL溶液三次平均消耗0.1molL-1酸性KMnO4溶液VbmL

你認為以上方案中可以確定樣品組成的有__方案。

（6）經(jīng)測定產(chǎn)物中n（FeO）：n（Fe）＝1：1，寫出K3[Fe（C2O4）3]3H2O分解的化學方程式__。

Answer 1

【答案】NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O B→F→D→E→C 排除裝置的空氣，防止空氣中的O2和CO2干擾實驗結(jié)果 防止F中溶液倒吸入C中 CO2、CO ①②⑤⑦ 甲、乙 2｛K3[Fe(C2O4)3]·3H2O｝3K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O

【解析】

實驗一：實驗目的是探究實驗所得的氣體產(chǎn)物，三草酸合鐵酸鉀晶體中含有結(jié)晶水，加熱時失去結(jié)晶水，即氣體產(chǎn)物中含有水蒸氣，C2O42－中C顯＋3價，有可能C2O42－分解成CO2和CO，水蒸氣用無水硫酸銅檢驗，CO2用澄清石灰水，CO先還原CuO，再檢驗氧化產(chǎn)物CO2，據(jù)此分析；

實驗二：實驗目的是分解產(chǎn)物固體成分的探究，固體產(chǎn)物有K2CO3、FeO和Fe，碳酸鉀易溶于水，FeO和Fe難溶于水，采用溶解過濾的方法，得到FeO和Fe，需要結(jié)合鐵原子守恒、得失電子守恒等進行分析；

(1)NH4Cl中N顯－3價，NaNO2中N顯＋3價，兩者反應生成N2，根據(jù)氧化還原反應中的歸中規(guī)律，得出反應方程式為NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O；

答案：NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O；

(2)三草酸合鐵酸鉀晶體中含有結(jié)晶水，加熱時容易失去結(jié)晶水，即氣體產(chǎn)物中含有水蒸氣，應用無水硫酸銅檢驗，后續(xù)裝置可能會通過溶液，引入水蒸氣，因此先檢驗水蒸氣的存在，C2O42－中C顯＋3價，會產(chǎn)生CO2和CO，CO2應用澄清石灰水檢驗，CO具有還原性，先還原金屬氧化物，再檢驗氧化產(chǎn)物CO2，CO2對CO的檢驗產(chǎn)生干擾，因此CO2的檢驗放在CO檢驗的前面，裝置的連接順序是A→B→F→D→E→C→F；

答案：B→F→D→E→C；

(3)裝置中有空氣，空氣中含有CO2，干擾產(chǎn)物氣體CO2的檢驗，因此先通一段時間的N2，其目的是排除裝置的空氣，防止空氣的O2和CO2干擾實驗；實驗結(jié)束時，先熄滅A和C兩處的酒精燈，再通入N2至室溫，其目的是防止壓強減小，裝置D中的溶液倒吸入C中；

答案：排除裝置的空氣，防止空氣中的O2和CO2干擾實驗結(jié)果；防止F中溶液倒吸入C中；

(4)觀察F中溶液變渾濁，說明實驗所得氣體產(chǎn)物中含有CO2，C中有紅色固體生成，說明實驗所得氣體產(chǎn)物中含有CO；

答案：CO2、CO；

(5)碳酸鉀溶于水，FeO和Fe不溶于水，因此采用溶解、過濾的方法進行分離，需要用到的下列儀器有①②⑤⑦；甲方案：ag樣品溶于足量的稀硝酸中，得到硝酸鐵溶液，加入足量的NaOH溶液，得到Fe(OH)3固體，灼燒后得到bgFe2O3，根據(jù)鐵原子守恒，可以計算出含量；故甲方案可行；

乙方案：ag固體加入足量稀硝酸反應生成NO，利用得失電子數(shù)目守恒，可以計算出含量，故乙方案可行；

丙方案：樣品與稀硝酸反應，得到硝酸鐵，Fe3＋不與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生反應，不能計算出含量，故丙方案不可行；

答案：①②⑤⑦；甲、乙；

(6)根據(jù)上述分析，獲得產(chǎn)物是K2CO3、CO2、CO、FeO、Fe、H2O，其中FeO和Fe物質(zhì)的量相等，因此化學反應方程式為2｛K3[Fe(C2O4)3]·3H2O｝3K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O；

答案：2｛K3[Fe(C2O4)3]·3H2O｝3K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O。