某化学兴趣小组进行草酸亚铁晶体(FeC2O4·nH2O)分解的实验探究。经过小组讨论，他们设计了如下装置进行实验(夹持装置未画出)：烧瓶A中盛有饱和NH4Cl和饱和NaNO2混合液(常用于实验室制取N2

Question

某化学兴趣小组进行草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的实验探究。

经过小组讨论，他们设计了如下装置进行实验(夹持装置未画出)：烧瓶A中盛有饱和NH₄Cl和饱和NaNO₂混合液(常用于实验室制取N₂)，干燥管B、G中均装有碱石灰，试管D、F、I中盛有澄清石灰水。

（1）连接好装置后，加入药品前应该进行的实验操作是_____________(填操作名称)。

（2）实验时先打开活塞a，并加热烧瓶A一段时间，其目的是___________________。

（3）试管E中的试剂为：________________。

（4）装置F的作用：______                     ___。

Ⅰ．定性研究

（5）试管D中出现浑浊，证明产物中有____________存在；证明分解产物中存在CO的现象是_________________；要证明分解时产生的另一种气态产物的存在应该如何改进装置_____________；装置C反应后的固体残余物（经测无Fe），在煮沸的稀硫酸中完全溶解，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明固体产物为____________。

Ⅱ．定量分析(假定每一步反应进行完全)

（6）取7.2 g样品进行上述实验，测得硬质玻璃管C中残余固体2.88 g，硬质玻璃管H中固体质量减轻0.64 g，则草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的化学方程式为__________________。

Answer 1

【答案】（1）检验装置气密性

（2）用生成的N₂排除装置内的空气，避免空气中CO₂对实验造成的干扰

（3）氢氧化钠（其它合理答案也得分

（4）检验二氧化碳是否被吸收完全，防止影响H实验产物的检验。

（5）CO₂  F中不出现浑浊，I中出现浑浊(H内固体变红)  在CD之间连一个盛有无水CuSO₄的装置   FeO

（6）FeC₂O₄·2H₂OFeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O

【解析】

试题分析：（1）由图分析可知，装置A是生成氮气的发生装置，利用生成氮气提供惰性环境，避免干扰分解产物的分析和验证，加入药品前，应该进行的实验操作是检查装置气密性；

（2）实验时先打开活塞a，并加热烧瓶A一段时间，其目的是利用氮气排除装置中的空气，避免空气中CO₂对实验造成干扰；

（3）试管E中的试剂是用来吸收产生的二氧化碳的，可以用氢氧化钠溶液；

（4）装置F的作用检验二氧化碳是否被吸收完全，防止影响H实验产物的检验；

（5）D中是澄清石灰水，生成沉淀证明生成二氧化碳，证明一氧化碳生成可以利用装置F中澄清石灰水不变浑浊，一氧化碳还原氧化铜反应生成二氧化碳通过I澄清石灰水变浑浊；结晶水合物分解生成水蒸气，在CD间加一个成无水硫酸铜的干燥管证明水的生成，将充分反应后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中溶解，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明无铁离子存在，分解生成的固体产物应为FeO；

（6）上述实验分析，测得硬质玻璃管C中残余固体2.88g，为氧化亚铁的质量，计算得到铁元素物质的量=2.88/72=0.04mol，硬质玻璃管H中固体质量减轻0.64g是一氧化碳还原氧化铜反应前后质量变化，结合化学方程式计算反应的一氧化碳物质的量，

CuO+CO=Cu+CO₂，△m

1mol            16g

0.04            0.64g

结合元素守恒铁元素物质的量为0.04mol，7.2g样品物质的量为0.04mol，摩尔质量=7.2/0.04=180g/mol，依据FeC₂O₄•nH₂O计算得到n=2，生成一氧化碳物质的量为0.04mol，氧化亚铁物质的量为0.04mol，水的物质的量为0.08mol，结合氧化还原反应电子守恒计算得到二氧化碳物质的量为0.04mol，反应的化学方程式为：

FeC₂O₄•2H₂OFeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O

考点：性质实验方案的设计