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    草酸亚铁晶体(FeC2O4﹒2H2O)是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后固体产物的组成。探究过程如下：

    【查阅资料】

    1. 草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2

    2. 白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色

    【实验设计】

    （1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是          。

    （2）可选择以下实验装置中的      (选填：“甲”或“乙”)作为虚线中的“热分解装置”。

    【问题讨论】

    （3）D中浓硫酸的作用是        ，实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中            （填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO2、CO。

    （4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是                                              。

    （5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有      (填物质的名称或化学式)溶液的洗气瓶。

    【数据分析】

    （6）称取3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4﹒2H2O，相对分子质量180)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如下图所示，请分析该图回答下列问题：

    ①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为                                。

    ②3000℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称          。（请写出计算过程）

     

    【答案】

    （1）未进行尾气处理   （2）乙   （3）干燥气体    黑色固体变成红色

    （4）将装置中的空气排尽，防止CO和空气的混合气体受热爆炸    （5）NaOH

    （6）①FeC2O4▪2H2OFe C2O4+2H2O↑  

    ②Fe2O3(或氧化铁)

    解：m(Fe)= 3.60g×= 1.12g

    m(O)= 1.60g－1.12g＝0.48g

    【解析】

    试题分析：（1）草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2，其中一氧化碳气体如排放到空气中会造成空气污染，所以该装置应在最后加上尾气处理装置。

    （2）草酸亚铁晶体是固体，所以加热时试管口向略向下倾斜以防止产生的水倒流回试管底部引起试管的炸裂。因此应选乙装置作用热分解装置。

    （3）装置B的作用是检验生成的物质中是否有水，装置C的作用是检验生成物中是否有二氧化碳。装置D中的浓硫酸的作用是将气体进行干燥，以防水蒸气影响后面的反应。

    （4）先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯。是为了利用生成的气体将装置内的空气排出，以防止形成一氧化碳与空气的混合气体在加热时发生爆炸。

    （5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需要将固体分解生成的二氧化碳全部除去。因此需要在C（验证生成的气体中有二氧化碳）和D装置之间增加盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶。

    （6）①从图中可知在过程Ⅰ中固体的质量减少值为0.72g。这是晶体中所含结晶水的质量。

    3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4﹒2H2O)含结晶水的质量为：3.60g×（×100%）=0.72g

    所以过程Ⅰ发生的反应为：FeC2O4▪2H2O △Fe C2O4+2H2O↑

    ②已知剩余固体的质量为1.60g，且是铁的氧化物。求该氧化物的化学式。可先根据铁元素在草酸亚铁晶体中的质量分数求出铁元素的质量，再利用铁和氧元素在氧化物中的质量进行求解。具体解题过程如下：

    解：m(Fe)= 3.60g×= 1.12g

    m(O)= 1.60g－1.12g＝0.48g

    考点：科学探究、根据的计算

    点评：本题结合草酸亚铁晶体的分解考查了实验方案设计、实验现象分析、实验数据分析（根据化学式的计算）等知识点。综合性较强。

     

    练习册系列答案
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    科目：初中化学 来源： 题型：

    23、某校化学课外小组用硫酸亚铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验．制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下：

    请根据题目要求回答下列问题：
    （1）上述操作过程中用到的玻璃仪器有：①烧杯、②玻璃棒、③酒精灯、④温度计、⑤
    漏斗
    ．
    （2）加入过量A的目的是
    除尽铜离子和氢离子
    ．
    （3）草酸亚铁常用作照相显影剂，用于制药工业．实验室利用硫酸亚铁溶液和草酸铵[（NH4）2C2O4]溶液反应生成草酸亚铁沉淀来制备草酸亚铁．请写出硫酸亚铁溶液与草酸铵溶液反应的化学方程式
    （NH4）2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+（NH4）2SO4
    ．
    （4）草酸亚铁晶体（相对分子质量180）受热易分解，某课外小组设计如图的实验装置来检验其分解产物．

    ①该装置中最不合理的部分
    A
    （填字母），原因是
    固体加热时试管口要略向下倾斜
    ．
    ②改用正确装置实验开始后，B处变蓝，C处有白色沉淀，E处部分黑色粉末变为红色，说明草酸亚铁分解产生
    H2O、CO2、CO
    （填化学式）．

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    草酸亚铁晶体（化学组成为FeC2O4?xH2O）是一种淡黄色晶体粉末，常用于照相显影剂及制药工业，是电池材料的制备原料．

    草酸亚铁晶体受热分解可以生成四种氧化物，为确定分解后的产物及x的值，某实验小组设计了如下实验装置并进行探究（酒精灯略去，不考虑装置中气体的质量，且无水CuSO4足量）：

    【实验步骤】：
    ①连接好装置，
    检查气密性
    检查气密性
    ；
    ②称量装置B（含两侧弹簧夹）、C的质量；
    ③在热分解装置中装入一定质量的草酸亚铁晶体，打开弹簧夹a、b，鼓入一段时间氮气；
    ④
    关闭弹簧夹a
    关闭弹簧夹a
    ，用酒精灯加热热分解装置，直至晶体完全变成黑色，停止加热；
    ⑤打开弹簧夹a，继续通氮气至装置冷却，关闭弹簧夹a、b；
    ⑥再次称量装置B、C的质量．
    【进行实验】：该小组同学按上述实验步骤进行实验，并记录了如下数据：
    装置B的质量（/g） 装置C的质量（/g）
    实验前 145.8 168.2
    实验后 140.4 170.0
    热分解装置质量为136.8g
    【实验分析及数据处理】：
    （1）实验过程中，装置C中固体颜色变为蓝色，说明草酸亚铁晶体分解生成了
    水
    水
    ，FeC2O4?xH2O中x的值为
    2
    2
    ；
    （2）装置E出现黑色物质，说明草酸亚铁晶体分解生成了
    CO
    CO
    ；
    （3）装置C中澄清石灰水变浑浊，说明草酸亚铁晶体分解生成了
    CO2
    CO2
    ；
    （4）根据上表数据，计算反应后，热解装置中残留黑色物质的化学式；（提示：相对分子质量分别为FeC2O4：144； H2O：18）
    FeO
    FeO
    ；
    （5）实验过程中，鼓入氮气的目的是
    排尽装置中的空气，以免黑色的残留物（或FeO）被氧化
    排尽装置中的空气，以免黑色的残留物（或FeO）被氧化
    ；
    （6）实验后，热解装置中固体的颜色由淡黄色变成黑色，写出草酸亚铁晶体受热分解的化学方程式
    FeC2O4?2H2OFeO+CO2↑+CO↑+2H2O
    FeC2O4?2H2OFeO+CO2↑+CO↑+2H2O
    ；
    【反思应用】：
    （7）有同学认为，实验中生成的CO和铁的氧化物会继续反应生成铁．你认为这种说法是否正确？请说出可能的理由
    不正确，因为温度达不到工业炼铁所需的高温，所以不能相互反应生成Fe
    不正确，因为温度达不到工业炼铁所需的高温，所以不能相互反应生成Fe
    ；
    （8）经过讨论，同学们一致认为上述实验装置有不足，你认为是什么？
    没有尾气处理装置，会造成CO污染空气；
    没有尾气处理装置，会造成CO污染空气；
    ；
    （9）某些食品的包装袋中，常用氧化亚铁作为防伪试剂，一旦包装打开，立即变成红棕色，写出该反应的化学方程式
    4FeO+O2═2Fe2O3
    4FeO+O2═2Fe2O3
    ．

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    科目：初中化学 来源： 题型：

    某校化学课外小组用硫酸亚铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验．制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下：

    请根据题目要求回答下列问题：
    （1）上述操作过程中用到的玻璃仪器有：①烧杯、②玻璃棒、③酒精灯、④温度计、⑤
    漏斗
    漏斗
    ；
    （2）加入过量A的目的是
    除尽铜离子和氢离子
    除尽铜离子和氢离子
    ；
    （3）草酸亚铁常用作照相显影剂，用于制药工业．实验室利用硫酸亚铁溶液和草酸铵[（NH4）2C2O4]溶液发生复分解反应生成草酸亚铁沉淀来制备草酸亚铁．写出此反应的化学方程式：
    FeSO4+（NH4）2C2O4=FeC2O4↓+（NH4）2SO4
    FeSO4+（NH4）2C2O4=FeC2O4↓+（NH4）2SO4
    ；
    （4）草酸亚铁晶体（相对分子质量为180）受热易分解，小王同学设计了如图的实验装置来检验其分解产物．

    ①小李同学认为如果用该装置进行实验，A处的试管很可能破裂，小李同学的理由是
    产生的水蒸气冷凝后倒流炸裂试管
    产生的水蒸气冷凝后倒流炸裂试管
    ；小陆同学认为装置中还有不完善的地方，请指出并改正
    G处没有对尾气进行处理，可以将尾气点燃
    G处没有对尾气进行处理，可以将尾气点燃
    ．
    ②改用正确装置实验开始后，B处变蓝，C处有白色沉淀，E处部分红棕色粉末变为黑色，说明草酸亚铁分解产生
    H2O CO2CO
    H2O CO2CO
    （填化学式）．

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?普陀区一模）①碱石灰是实验室常用的干燥剂，它是氧化钙、氢氧化钠的固体混合物． 除了能吸收水蒸气外，碱石灰还能吸收常见的气体是
    C
    C
    （选填编号，只有一个答案，多选不得分）．
    A．氧气   B．一氧化碳   C．二氧化碳   D．氢气
    ②实验室中利用草酸亚铁晶体（FeC2O4?2H2O）受热分解得到一定量的 CO，反应的方程式 为：FeC2O4?2H2O→铁的氧化物+CO+CO2+2H2O该反应属于
    分解反应
    分解反应
    （填写基本反应类型），根据质量守恒定律，可以推知产物中“铁的氧化物”的化学式是
    FeO
    FeO

    ③加热草酸亚铁可选用下列“A、B、C”三套装置中的
    A
    A
    （选填编号“A、B、C”）．写出下列仪器“a”的名称是
    长颈漏斗
    长颈漏斗
    ．

    ④草酸亚铁晶体的摩尔质量是
    180克/摩尔
    180克/摩尔
    （写全单位），若有1.8g 草酸亚铁晶体充分反应可得 到CO气体的物质的量是多少？请写出计算过程：
    ⑤草酸亚铁晶体受热分解得到的气体通过碱石灰后，用来与氧化铜反应，并检验反应得到的气体产物．整套装置如图：

    写出“乙”处 反应的 现象是
    黑色固体逐渐变红
    黑色固体逐渐变红
    ，反应的 化学方程式 为
    CuO+CO
     高温 
    .
     
    Cu+CO2
    CuO+CO
     高温 
    .
     
    Cu+CO2
    ，该反应中还原剂是． 甲、丙两处所盛放的试液分别是
    澄清石灰水
    澄清石灰水
    、
    澄清石灰水
    澄清石灰水
    ，其中“甲”处所盛放该试液的作用是
    检验并除去混合气体中的二氧化碳，以免影响实验结论
    检验并除去混合气体中的二氧化碳，以免影响实验结论
    ．

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2013?无锡）草酸亚铁晶体（FeC2O4?2H2O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成，探究过程如下：
    【查阅资料】
    1、草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2
    2、白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色
    【实验设计】

    （1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是
    没有处理尾气
    没有处理尾气

    （2）可选择以下实验装置中的
    乙
    乙
    （选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”．
    【问题讨论】
    （3）D中浓硫酸的作用是
    干燥气体
    干燥气体
    ，实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中
    黑色粉末变红色
    黑色粉末变红色
    （填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2．
    （4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是
    把装置中的空气排尽，避免一氧化碳和空气混合达到爆炸极限时，加热时发生爆炸
    把装置中的空气排尽，避免一氧化碳和空气混合达到爆炸极限时，加热时发生爆炸

    （5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有
    浓氢氧化钠溶液
    浓氢氧化钠溶液
    （填物质的名称或化学式）溶液的洗气瓶．
    【数据分析】
    （6）称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC2O4?2H2O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析该图回答下列问题：

    ①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为
    FeC2O4?2H2O
      △  
    .
     
    FeC2O4+2H2O↑
    FeC2O4?2H2O
      △  
    .
     
    FeC2O4+2H2O↑
    ．
    ②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称
    Fe2O3
    Fe2O3
    ．（请写出计算过程）

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