Question

【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O42H2O，M=180g/mol)呈淡黃色,可用作曬制藍(lán)圖。某實(shí)驗(yàn)小組對其進(jìn)行了一系列探究。

I.純凈草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)物的探究

（1）氣體產(chǎn)物成分的探究。小組成員采用如下裝置（可重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①按照氣流從左到右的方向，上述裝置的接口順序?yàn)?/span> a→g→f→___________→尾氣處理裝置(儀器可重復(fù)使用)。

②實(shí)驗(yàn)前先通入一段時間 N2，其目的為__________。

③實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有 CO，依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__________。

（2）小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明了 A 中分解后的固體成分為 FeO，則草酸亞鐵晶體分解的化學(xué)方程式為__________。

（3）曬制藍(lán)圖時，以 K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

Ⅱ.草酸亞鐵晶體樣品純度的測定：工業(yè)制得的草酸亞鐵晶體中常含有 FeSO4 雜質(zhì)，測定其純度的步驟如下：

步驟 1：稱取 mg 草酸亞鐵晶體樣品并溶于稀 HSO4 中，配成 250mL 溶液；

步驟 2：取上述溶液 25.00mL，用 cmol/L KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液 V1mL；

步驟 3：向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉，充分反應(yīng)后，加入適量稀 H2SO4，再用 cmol/L KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液 V2mL。

（4）步驟 2 中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為__________；步驟 3 中加入鋅粉的目的為__________。

（5）草酸亞鐵晶體樣品的純度為__________；若步驟 1配制溶液時部分Fe2+被氧化變質(zhì)，則測定結(jié)果將__________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

Answer 1

【答案】b→c→h→i(或i→h)→d→e→b→c 排盡裝置中的空氣，防上加熱時發(fā)生爆炸 C中固體由黑色變?yōu)榧t色，后B裝置中出現(xiàn)渾濁 FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O 3FeC2O4+2K3[FeCN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 錐形瓶中溶液顏色變?yōu)闇\紫色，且30s內(nèi)不褪色 將Fe3+還原為Fe2+ ×100% 偏低

【解析】

Ⅰ．（1）①氣體產(chǎn)物成分的探究，草酸亞鐵晶體在裝置A中加熱分解，生成的氣體通過裝置D中硫酸銅檢驗(yàn)水蒸氣的存在，通過裝置B中澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的生成，通過裝置E中堿石灰干燥氣體后，通入裝置C中玻璃管中和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，再通過B裝置檢驗(yàn)生成的二氧化碳?xì)怏w，最后尾氣處理；

②驗(yàn)前先通入一段時間N2，把裝置內(nèi)空氣趕凈，防止加熱爆炸；

③實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO，是利用一氧化碳的還原性還原氧化銅生成紅色銅和二氧化碳設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；

（2）依據(jù)結(jié)論，可知A處反應(yīng)管中發(fā)生反應(yīng)是草酸亞鐵晶體分解生成氧化亞鐵、一氧化碳、二氧化碳和水；

（3）FeC2O4與反應(yīng)K3[Fe（CN）6]生成藍(lán)色的Fe3[Fe（CN）6]2沉淀，同時生成K2C2O4；

Ⅱ．（4）用 cmolL-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，滴入最后一滴溶液無色變化為紫紅色且半分鐘不變，說明反應(yīng)進(jìn)行到終點(diǎn)，向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉是將Fe3+還原為Fe2+；

（5）草酸亞鐵溶液中滴入高錳酸鉀溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子和草酸根離子都被氧化，向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉，充分反應(yīng)后，加入適量稀H2SO4，再用cmolL-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL，此時滴定的是亞鐵離子，第一次消耗高錳酸鉀減去第二次高錳酸鉀為滴定亞鐵離子的量，利用化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算，若步驟1配制溶液時部分Fe2+被氧化，消耗高錳酸鉀減少，計(jì)算得到亞鐵離子物質(zhì)的量減小。

Ⅰ.(1)①草酸亞鐵晶體在裝置A中加熱分解，生成的氣體通過裝置D中硫酸銅檢驗(yàn)水蒸氣的存在，通過裝置B中澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的生成，通過裝置E中堿石灰干燥氣體后通入裝置C中玻璃管中，和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，再通過B裝置檢驗(yàn)生成的二氧化碳?xì)怏w，按照氣流從左到右的方向，上述裝置的連接順序?yàn)椋篴gfbchi(或ih)de(或ed)bc，最后連接尾氣處理裝置，正確的順序?yàn)椋篴gfbchi(或ih)de(或ed)bc；

故答案為：bchi(或ih)de(或ed)bc；

②實(shí)驗(yàn)前先通入一段時間N2，其目的為：排盡裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；

故答案為：排盡裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；

③實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO，依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：C處反應(yīng)管中固體由黑變紅，其后的B裝置中澄清石灰水變渾濁；

故答案為：C處反應(yīng)管中固體由黑變紅，其后的B裝置中澄清石灰水變渾濁；

(2)A處反應(yīng)管中發(fā)生反應(yīng)是草酸亞鐵晶體分解生成氧化亞鐵、一氧化碳、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O，

故答案為：FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O；

(3)FeC2O4與反應(yīng)K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,同時生成K2 C2O4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3FeC2O4+2K3[FeCN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4；

故答案為：3FeC2O4+2K3[FeCN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 ；

Ⅱ.(4)用 cmolL1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，滴入最后一滴溶液，無色變化為紫紅色且半分鐘不變，說明反應(yīng)進(jìn)行到終點(diǎn)，步驟3中加入鋅粉的目的為：將Fe3+還原為Fe2+；

故答案為：滴入最后一滴溶液無色變化為紫紅色且半分鐘不變，說明反應(yīng)進(jìn)行到終點(diǎn)；將Fe3+還原為Fe2+；

(5)取上述溶液25.00mL，用cmolL 1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液V1mL，向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉，充分反應(yīng)后，加入適量稀H2SO4，再用cmolL1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL，第一次消耗高錳酸鉀減去第二次高錳酸鉀為滴定亞鐵離子的量，為亞鐵離子消耗高錳酸鉀物質(zhì)的量，反應(yīng)的離子方程式：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；草酸亞鐵晶體樣品的純度= ×100% ；若步驟1配制溶液時部分Fe2+被氧化，消耗高錳酸鉀減少，計(jì)算得到亞鐵離子物質(zhì)的量減小，測定結(jié)果偏低；

故答案為： ×100% ； 偏低。