Question

(14分) 草酸亞鐵用作分析試劑及顯影劑等，其制備流程如下：

⑴配制(NH₄)₂Fe(SO₄)₂6H₂O溶液時(shí)，需加少量稀硫酸，目的是                  。

⑵將制得的產(chǎn)品在氬氣氣氛中進(jìn)行熱重分析，結(jié)果如右圖（TG%表示殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）。

①則C處時(shí)殘留物的化學(xué)式為             。

②有研究學(xué)者在實(shí)驗(yàn)過程中用氣相色譜還檢出H₂，最終產(chǎn) 物中也有微量的磁性物質(zhì)生成，請(qǐng)你猜想用一個(gè)方程式解釋這種事實(shí)：                         。

③現(xiàn)取在真空中146℃脫水后的FeC₂O₄1.44g放在某真空的密閉容器中，再充入0.04molCO。加熱至1100℃，其中FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO₂(g)反應(yīng)平衡常數(shù)K=0.4，則該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，F(xiàn)eO的轉(zhuǎn)化率為多少？                             。

（3）金屬鎂在國民生產(chǎn)中有重要作用，常以MgCl₂為原料獲取，溫度和壓強(qiáng)P(HCl)_g對(duì)MgCl₂·6H₂O晶體熱分解產(chǎn)物的影響如圖所示。結(jié)合右圖請(qǐng)回答下列問題：

①寫出P(HCl)_g = 0.25MPa，溫度從300℃升高到550℃時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式         ；

②實(shí)際生產(chǎn)中，將MgCl₂·6H₂O晶體加熱到600℃的過程中幾乎得不到無水MgCl₂，其原因是        ；若要得到無水MgCl₂須采取的措施是                       。

 

Answer 1

【答案】

⑴抑制Fe^2＋水解   ⑵①FeO

②3FeO(s)+H₂O(g)Fe₃O₄(s)+H₂(g)   ③71.4%

（3）①M(fèi)g(OH)Cl == MgO + HCl↑                

     ②P(HCl)小，加熱時(shí)Mg²⁺ 會(huì)發(fā)生水解，主要產(chǎn)物是MgO      

 通入HCl氣體 ，增大P(HCl)，保證其分壓大于0.75，抑制Mg²⁺ 水解。

【解析】（1）氬鐵離子在水中會(huì)發(fā)生水解而使溶液顯酸性，所以加入稀硫酸可防止水解。氬氣性質(zhì)穩(wěn)定，常用作保護(hù)氣，由圖像可知在C處剩余固體的質(zhì)量不再發(fā)生變化，所以最終的固體是FeO。磁性物質(zhì)有關(guān)是Fe₃O₄，又因?yàn)檫�有氫氣生成，所以方程式為3FeO(s)+H₂O(g)Fe₃O₄(s)+H₂(g)。FeC₂O₄在真空中分解的方程式為FeC₂O₄→FeO＋CO↑＋CO₂↑，即1.44g可生成氧化亞鐵、CO₂、CO各是0.01mol。

FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO₂(g)

起始量（mol）            0.01   0.05     0    0.01

轉(zhuǎn)化量（mol）             x      x       x    x

平衡量（mol）          0.01－x   0.05－x   x    x＋0.01

根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知，解得x＝0.00714，所以其轉(zhuǎn)化率是71.4％。

（2）由圖像可知在是300℃時(shí)Mg(OH)Cl，當(dāng)加熱到550℃時(shí)，生成物是氧化鎂和氯化氫，所以方程式為Mg(OH)Cl == MgO + HCl↑。在常壓下鎂離子易水解生成氫氧化鎂，灼燒即得到氧化鎂。要得到無水MgCl₂須防止水解，所以要通入氯化氫氣體且要壓強(qiáng)大于0.75Mpa。