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(lán)色印刷，110℃失去結(jié)晶水，230℃分解。某化學(xué)研究小組對(duì)K3[Fe（C2O4）3]3H2O受熱分解生成的氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)一：探究實(shí)驗(yàn)所得的氣體產(chǎn)物，按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去，部分裝置可重復(fù)使用)。

（1）實(shí)驗(yàn)室常用飽和NH4Cl和飽和NaNO2的混合液制N2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

（2）裝置的連接順序?yàn)椋?/span>A→__→__→__→__→__→F(填各裝置的字母代號(hào))。__

（3）檢查裝置氣密性后，先通一段時(shí)間N2，其目的是__，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)熄滅A、C兩處的酒精燈，繼續(xù)通N2至常溫，其目的是__。

（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)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(xué)式）。

實(shí)驗(yàn)二：分解產(chǎn)物中固體成分的探究

（5）定性實(shí)驗(yàn)：經(jīng)檢驗(yàn)，固體成分含有K2CO3、FeO、Fe。

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

設(shè)計(jì)下列三種實(shí)驗(yàn)方案分別對(duì)該含鐵樣品進(jìn)行含量的測(cè)定

甲方案：ag樣品溶液得固體bg

乙方案：ag樣品測(cè)得氣體體積VmL（標(biāo)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(rèn)為以上方案中可以確定樣品組成的有__方案。

（6）經(jīng)測(cè)定產(chǎn)物中n（FeO）：n（Fe）＝1：1，寫出K3[Fe（C2O4）3]3H2O分解的化學(xué)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繉?shí)驗(yàn)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(shí)失去結(jié)晶水，即氣體產(chǎn)物中含有水蒸氣，C2O42－中C顯＋3價(jià)，有可能C2O42－分解成CO2和CO，水蒸氣用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)，CO2用澄清石灰水，CO先還原CuO，再檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物CO2，據(jù)此分析；

實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠纸猱a(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(guò)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(jìn)行分析；

(1)NH4Cl中N顯－3價(jià)，NaNO2中N顯＋3價(jià)，兩者反應(yīng)生成N2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的歸中規(guī)律，得出反應(yīng)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(shí)容易失去結(jié)晶水，即氣體產(chǎn)物中含有水蒸氣，應(yīng)用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)，后續(xù)裝置可能會(huì)通過(guò)溶液，引入水蒸氣，因此先檢驗(yàn)水蒸氣的存在，C2O42－中C顯＋3價(jià)，會(huì)產(chǎn)生CO2和CO，CO2應(yīng)用澄清石灰水檢驗(yàn)，CO具有還原性，先還原金屬氧化物，再檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物CO2，CO2對(duì)CO的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，因此CO2的檢驗(yàn)放在CO檢驗(yàn)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(yàn)，因此先通一段時(shí)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(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(shuō)明實(shí)驗(yàn)所得氣體產(chǎn)物中含有CO2，C中有紅色固體生成，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)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(guò)濾的方法進(jìn)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(jì)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(yīng)生成NO，利用得失電子數(shù)目守恒，可以計(jì)算出含量，故乙方案可行；

丙方案：樣品與稀硝酸反應(yīng)，得到硝酸鐵，Fe3＋不與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)，不能計(jì)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(xué)反應(yīng)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。