Question

【题目】K3[Fe（C2O4）3]3H2O（三草酸合铁酸钾晶体）为翠绿色晶体，可用于摄影和蓝色印刷，110℃失去结晶水，230℃分解。某化学研究小组对K3[Fe（C2O4）3]3H2O受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。

实验一：探究实验所得的气体产物，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去，部分装置可重复使用)。

（1）实验室常用饱和NH4Cl和饱和NaNO2的混合液制N2，反应的化学方程式为__。

（2）装置的连接顺序为：A→__→__→__→__→__→F(填各装置的字母代号)。__

（3）检查装置气密性后，先通一段时间N2，其目的是__，实验结束时熄灭A、C两处的酒精灯，继续通N2至常温，其目的是__。

（4）实验过程中观察到F中的溶液变浑浊，C中有红色固体生成，则气体产物__（填化学式）。

实验二：分解产物中固体成分的探究

（5）定性实验：经检验，固体成分含有K2CO3、FeO、Fe。

定量实验：将固体产物加水溶解、过滤洗涤、干燥，得到含铁样品。完成上述实验操作，需要用到下列仪器中的___(填仪器编号)。

设计下列三种实验方案分别对该含铁样品进行含量的测定

甲方案：ag样品溶液得固体bg

乙方案：ag样品测得气体体积VmL（标况）

丙方案：ag样品250mL溶液三次平均消耗0.1molL-1酸性KMnO4溶液VbmL

你认为以上方案中可以确定样品组成的有__方案。

（6）经测定产物中n（FeO）：n（Fe）＝1：1，写出K3[Fe（C2O4）3]3H2O分解的化学方程式__。

Answer 1

【答案】NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O B→F→D→E→C 排除装置的空气，防止空气中的O2和CO2干扰实验结果 防止F中溶液倒吸入C中 CO2、CO ①②⑤⑦ 甲、乙 2｛K3[Fe(C2O4)3]·3H2O｝3K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O

【解析】

实验一：实验目的是探究实验所得的气体产物，三草酸合铁酸钾晶体中含有结晶水，加热时失去结晶水，即气体产物中含有水蒸气，C2O42－中C显＋3价，有可能C2O42－分解成CO2和CO，水蒸气用无水硫酸铜检验，CO2用澄清石灰水，CO先还原CuO，再检验氧化产物CO2，据此分析；

实验二：实验目的是分解产物固体成分的探究，固体产物有K2CO3、FeO和Fe，碳酸钾易溶于水，FeO和Fe难溶于水，采用溶解过滤的方法，得到FeO和Fe，需要结合铁原子守恒、得失电子守恒等进行分析；

(1)NH4Cl中N显－3价，NaNO2中N显＋3价，两者反应生成N2，根据氧化还原反应中的归中规律，得出反应方程式为NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O；

答案：NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O；

(2)三草酸合铁酸钾晶体中含有结晶水，加热时容易失去结晶水，即气体产物中含有水蒸气，应用无水硫酸铜检验，后续装置可能会通过溶液，引入水蒸气，因此先检验水蒸气的存在，C2O42－中C显＋3价，会产生CO2和CO，CO2应用澄清石灰水检验，CO具有还原性，先还原金属氧化物，再检验氧化产物CO2，CO2对CO的检验产生干扰，因此CO2的检验放在CO检验的前面，装置的连接顺序是A→B→F→D→E→C→F；

答案：B→F→D→E→C；

(3)装置中有空气，空气中含有CO2，干扰产物气体CO2的检验，因此先通一段时间的N2，其目的是排除装置的空气，防止空气的O2和CO2干扰实验；实验结束时，先熄灭A和C两处的酒精灯，再通入N2至室温，其目的是防止压强减小，装置D中的溶液倒吸入C中；

答案：排除装置的空气，防止空气中的O2和CO2干扰实验结果；防止F中溶液倒吸入C中；

(4)观察F中溶液变浑浊，说明实验所得气体产物中含有CO2，C中有红色固体生成，说明实验所得气体产物中含有CO；

答案：CO2、CO；

(5)碳酸钾溶于水，FeO和Fe不溶于水，因此采用溶解、过滤的方法进行分离，需要用到的下列仪器有①②⑤⑦；甲方案：ag样品溶于足量的稀硝酸中，得到硝酸铁溶液，加入足量的NaOH溶液，得到Fe(OH)3固体，灼烧后得到bgFe2O3，根据铁原子守恒，可以计算出含量；故甲方案可行；

乙方案：ag固体加入足量稀硝酸反应生成NO，利用得失电子数目守恒，可以计算出含量，故乙方案可行；

丙方案：样品与稀硝酸反应，得到硝酸铁，Fe3＋不与酸性高锰酸钾溶液发生反应，不能计算出含量，故丙方案不可行；

答案：①②⑤⑦；甲、乙；

(6)根据上述分析，获得产物是K2CO3、CO2、CO、FeO、Fe、H2O，其中FeO和Fe物质的量相等，因此化学反应方程式为2｛K3[Fe(C2O4)3]·3H2O｝3K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O；

答案：2｛K3[Fe(C2O4)3]·3H2O｝3K2CO3＋FeO＋Fe＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O。