Question

【题目】草酸亚铁晶体（FeC2O4·2H2O）是一种黄色难溶于水的固体，受热易分解，是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。为探究纯净草酸亚铁晶体热分解的产物，设计装置图如下：

（1）实验中观察到仪器a中白色固体变蓝，可见草酸亚铁晶体分解产物中含有的物质是____。

（2）从绿色化学考虑，该套装置存在的明显缺陷是___________。

（3）实验前先通入一段时间N2，其目为__________。

（4）实验证明了气体产物中含有CO，依据的实验现为__________。

（5）称取5.40g草酸亚铁晶体用热重法对其进行热分解，得到剩余固体质量随温度变化的曲线如下图所示：

①上图中M点对应物质的化学式为_____。

②已知400℃时，剩余固体是铁的一种氧化物，试通过计算写出M→N发生反应的化学方程式：_____。

Answer 1

【答案】水（或H2O） 缺少处理CO尾气装置 排尽装置内空气，防止空气中H2O和CO2的干扰 E中黑色粉末变红色，F出现白色沉淀（答全给分） FeC2O4 3FeC2O4 Fe3O4＋2CO2↑＋4CO↑

【解析】

（1）仪器a中无水硫酸铜变蓝，说明草酸亚铁晶体分解产物中含有水；

（2）该套装置缺少处理CO尾气的装置，可能污染环境；

（3）实验前先通入一段时间N2，其目的是排尽装置内空气，因为空气中的二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊，空气中的水会使无水硫酸铜变蓝，从而影响检验草酸亚铁的分解产物；

（4）E中黑色氧化铜变红色，且F出现白色沉淀，说明氧化铜和一氧化碳发生反应生成了铜单质和二氧化碳，则证明了有一氧化碳生成；

（5）根据图像分析，温度较低时，固体质量不变，说明未发生反应，随温度升高剩余固体质量开始减少，M点时，固体质量减少了1.08g，而5.40g草酸亚铁晶体含有结晶水的质量=，恰好等于固体减少的质量，说明草酸亚铁晶体分解成了草酸亚铁和水，该过程发生的反应是：，所以M点对应物质是FeC2O4；M-N过程，剩余固体的质量继续减小，直至2.32g，因为400℃时，剩余固体是铁的一种氧化物，而铁元素在整个过程中质量不变，则剩余固体中铁元素的质量=，那么氧元素的质量为，则化合物中铁和氧原子的个数比=，所以该化合物为Fe3O4，故M-N过程是草酸亚铁分解生成四氧化三铁、二氧化碳和一氧化碳，化学方程式为：。