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，需加少量稀硫酸，目的是                 。

⑵將制得的產品在氬氣氣氛中進行熱重分析，結果如右圖（TG%表示殘留固體質量占原樣品總質量的百分數）。

①則C處時殘留物的化學式為             。

②有研究學者在實驗過程中用氣相色譜還檢出H₂，最終產 物中也有微量的磁性物質生成，請你猜想用一個方程式解釋這種事實：                         。

③現取在真空中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)反應平衡常數K=0.4，則該反應達平衡時，FeO的轉化率為多少？                             。

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

①寫出P(HCl)_g = 0.25MPa，溫度從300℃升高到550℃時反應的化學方程式        ；

②實際生產中，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

⑴抑制Fe^2＋水解   ⑵①FeO

②3FeO(s)+H₂O(g)Fe₃O₄(s)+H₂(g)  ③71.4%

（3）①Mg(OH)Cl ==MgO +HCl↑                

     ②P(HCl)小，加熱時Mg²⁺ 會發生水解，主要產物是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）氬鐵離子在水中會發生水解而使溶液顯酸性，所以加入稀硫酸可防止水解。氬氣性質穩定，常用作保護氣，由圖像可知在C處剩余固體的質量不再發生變化，所以最終的固體是FeO。磁性物質有關是Fe₃O₄，又因為還有氫氣生成，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

轉化量（mol）            x      x      x    x

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

根據平衡常數的表達式可知，解得x＝0.00714，所以其轉化率是71.4％。

（2）由圖像可知在是300℃時Mg(OH)Cl，當加熱到550℃時，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大于0.75Mpa。