(2014•安徽一模)草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产.回答下列

(2014•安徽一模)草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产.回答下列问题:
I兴趣小组对草酸亚铁晶体的分解产物进行实验和探究.探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式.
(1)提出假设
假设一:______;假设二:全部是FeO;假设三:FeO和Fe混合物.
(2)设计实验方案证明假设三.
限选试剂:稀盐酸、新制的氯水、0.1mol•L-1CuSO4溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水.
实验步骤现象与结论
步骤1:向试管中加入少量固体产物,再加入足量______,充分振荡若溶液颜色明显改变,且有______生成,则证明有铁质存在
步骤2:将步骤1中得到浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色
步骤3:取步骤2得到的少量固体于试管中滴加____________
Ⅱ兴趣小组在文献中查阅到,FeC204•2H20受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如图所示,写出加热到400℃时,FeC204•2H20晶体受热分解的化学方程式为:
FeC2O4.2H2O
.
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O
FeC2O4.2H2O
.
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O


根据图象,如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4g.某同学由此得出结论:假设二不成立.你是否同意该同学的结论,并简述理由:______.
yuyu7yaya 1年前 已收到1个回答 举报

秋菊背心的ii 幼苗

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解题思路:Ⅰ.(1)依据假设2、3分析假设1的内容;
(2)依据假设3是铁和氧化亚铁的混合物,利用硫酸铜溶液和铁反应生成铜的现象分析证明铁的存在,过滤后用蒸馏水洗涤,取固体用盐酸溶解后加入过氧化氢氧化为铁离子,加入硫氰酸钾溶液若出现血红色现象证明含有氧化亚铁,据此设计实验步骤检验;
Ⅱ.氧化亚铁溶解于盐酸生成氯化亚铁溶液,加入KSCN溶液,若溶液不变红证明假设一正确;
定量实验:根据图中提供的信息,通过计算可以判断反应的化学方程式和物质的化学式;
如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4g.某同学由此得出结论:假设一不成立不合理,氧化亚铁可以被空气氧化;
Ⅱ.根据图中提供的信息,通过计算可以判断反应的化学方程式和物质的化学式;
如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4g.某同学由此得出结论:假设一不成立不合理,氧化亚铁可以被空气氧化.

解Ⅰ:(1)假设2:FeO; 假设3:FeO和Fe混合物,则假设1为Fe,
故答案为:Fe;
②依据题干所提供的试剂结合假设3的混合物组成为铁和氧化亚铁的性质分析设计实验步骤为,向试管中加入少量固体产物,再加入足量硫酸铜溶液,充分振荡,若溶液颜色明显改变,且有暗红色固体物质生成证明有铁单质存在,将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色,取步骤2得到的少量固体与试管中,滴加过量HCl,静置,取上层清液,滴加适量H2O2,充分振荡后滴加KSCN,若溶液呈血红色证明含有氧化亚铁,
故答案为:
实验步骤现象与结论
步骤1:硫酸铜溶液(暗)红色固体
步骤3:过量HCl,静置,取上层清液,滴加几滴KSCN溶液,再滴加适量新制的氯水,充分振荡 若滴加适量新制的氯水后溶液呈红色,则证明有FeO ;
II.通过剩余固体的质量可知,过程Ⅰ发生的反应是:草酸亚铁晶体受热失去结晶水,设失去结晶水x,图象分析可知固体质量变化1.0-0.8=0.2g,依据则反应的化学方程式计算为:
FeC2O4•2H2O


.
FeC2O4+(2-x)H2O+xH2O△m
180 18x
1.0 0.2
解得:x=2
加热到300°C,晶体全部失去结晶水生成草酸亚铁和水,
继续加热到400°C,固体质量减少0.8g-0.4g=0.4g;此时草酸亚铁分解减少的是气体质量,反应过程中一定存在反应生成氧化亚铁和二氧化碳,铁元素化合价不变时,依据元素化合价变化和电子守恒可知碳元素化合价从+3价变化为+4价,一定有化合价降低生成+2价的一氧化碳,反应的化学方程式为:FeC2O4


.
FeO+CO+CO2,分析图象可知;
FeC2O4


.
FeO+CO+CO2 △m
144 72
0.8 0.4
计算结果符合图象固体质量变化,所以反应的化学方程式为:FeC2O4.2H2O


.
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O;
如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,依据铁元素守恒计算得到若生成氧化亚铁,质量为0.4g,但实验过程中最终残留黑色固体的质量大于0.4g,可能是实验未在密闭容器中进行,氧化亚铁被空气氧化为氧化铁,所以“某同学由此得出结论:假设一不成立”不合理,
故答案为:FeC2O4.2H2O


.
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O;不同意,实验未在密闭容器中进行,FeO会被空气进一步氧化,生成铁的其它氧化物.

点评:
本题考点: 性质实验方案的设计;探究物质的组成或测量物质的含量.

考点点评: 本题考查了探究物质组成、测量物质含量及性质实验方案的设计,题目难度中等,注意掌握物质的性质及检验方法,(II)为易错点,正确分析曲线变化为解答本题的关键,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.

1年前

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