Question

（15分）某化学研究小组探究无水三草酸合铁酸钾K₃[Fe(C₂O₄)₃]受热分解的产物，并对所得气体产物和固体产物进行验证，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。

（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）实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间以后，加热反应管A和E ，待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直到反应管冷却。停止加热前是否需要先断开A、B的连接处和E、F的连接处？为什么？_______________________________________________________________。

（3）实验中观察到B中澄清石灰水变浑浊，则说明气体产物中有           （写化学式）。

能证明分解产物中有CO气体生成的实验现象是                                 。

（4）该小组同学查阅资料后得知，固体产物中不存在+3价Fe元素，而盐类物质只有K₂CO₃。

① 验证固体产物中钾元素存在的方法是                     ，现象是               。

② 研究小组为探究铁元素的存在形式，取A中充分反应后所得固体于试管中，加入足量蒸馏水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取4.4g黑色粉末溶于足量稀硝酸中，收集到标准状况下NO气体1.12L通过计算判断黑色粉末的成分为          （写化学式）。写出黑色粉末溶于足量稀硝酸发生反应的离子方程式                       。

 

Answer 1

【答案】

（1）检查装置的气密性（1分）

     （2）不需要 （1分）  因为N₂不断通入，B、F瓶溶液不会倒吸。（1分）

     （3）CO₂ （1分）    E中黑色固体变成红色，F中溶液变浑浊 （2分）    

（4）①焰色反应（2分）    透过蓝色的钴玻璃观察到紫色火焰 （1分）

     ②FeO 和Fe     3FeO +10H⁺ +NO₃^－=3Fe³⁺+NO↑+5H₂O   

Fe+4H⁺ +NO₃^－=Fe³⁺+NO↑+2H₂O  （每空2分）

【解析】（1）连接好装置后，加入药品前，应该进行的实验操作是必须检验装置的气密性。

（2）由于氮气持续的不断通入，而氮气是不溶于水的，所以不会造成溶液的倒吸，因此没有必要断开A、B的连接处和E、F的连接处。

（3）因为CO₂能使澄清的石灰水变混浊，所以如果实验中观察到B中澄清石灰水变浑浊，则说明气体产物中有CO₂。CO具有还原性，能把氧化铜还原生成红色的铜，而CO则被氧化生成CO₂，CO₂能使澄清的石灰水变混浊，据此可以判断。

（4）①检验钾元素常用焰色反应，但观察钾元素的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃观察。

②NO的物质的量是0.05mol，则转移电子是0.05mol×3＝0.15mol。如果是铁，则铁是0.05mol，

质量是0.05mol×56g/mol＝2.8g。如果是氧化亚铁，则其物质的量是0.15mol，质量是0.15mol

×72g/mol＝10.8g。由于物质总共是4.4g，所以应该是FeO 和Fe的混合物。和硝酸反应的方程

式为3FeO +10H⁺ +NO₃^－=3Fe³⁺+NO↑+5H₂O、Fe+4H⁺ +NO₃^－=Fe³⁺+NO↑+2H₂O。