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        1. 草酸亞鐵晶體(FeC2O4﹒2H2O)是一種淺黃色固體,難溶于水,受熱易分解,是生產(chǎn)鋰電池的原材料。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證草酸亞鐵熱分解的氣體產(chǎn)物,并用熱重法(TG)確定其分解后固體產(chǎn)物的組成。探究過(guò)程如下:

          【查閱資料】

          1. 草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O、CO、CO2

          2. 白色的無(wú)水CuSO4遇水蒸氣會(huì)變成藍(lán)色

          【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

          (1)從環(huán)保角度考慮,該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷是          。

          (2)可選擇以下實(shí)驗(yàn)裝置中的      (選填:“甲”或“乙”)作為虛線中的“熱分解裝置”。

          【問(wèn)題討論】

          (3)D中濃硫酸的作用是        ,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到B中白色無(wú)水CuSO4變成藍(lán)色,C中澄清石灰水變渾濁,E中            (填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),則可證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O、CO2、CO。

          (4)該興趣小組進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí),先點(diǎn)燃熱分解裝置中的酒精燈,一段時(shí)間后再點(diǎn)燃E處的酒精燈,原因是                                              。

          (5)若通過(guò)F裝置中澄清石灰水變渾濁來(lái)證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物中有CO,則需在C和D裝置之間增加盛有      (填物質(zhì)的名稱或化學(xué)式)溶液的洗氣瓶。

          【數(shù)據(jù)分析】

          (6)稱取3.60g草酸亞鐵晶體(FeC2O4﹒2H2O,相對(duì)分子質(zhì)量180)用熱重法對(duì)其進(jìn)行熱分解,得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如下圖所示,請(qǐng)分析該圖回答下列問(wèn)題:

          ①過(guò)程Ⅰ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                。

          ②3000℃時(shí)剩余固體只有一種且是鐵的氧化物,試通過(guò)計(jì)算確定該氧化物的化學(xué)式或名稱          。(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

           

          【答案】

          (1)未進(jìn)行尾氣處理   (2)乙   (3)干燥氣體    黑色固體變成紅色

          (4)將裝置中的空氣排盡,防止CO和空氣的混合氣體受熱爆炸    (5)NaOH

          (6)①FeC2O4▪2H2OFe C2O4+2H2O↑  

          ②Fe2O3(或氧化鐵)

          解:m(Fe)= 3.60g×= 1.12g

          m(O)= 1.60g-1.12g=0.48g

          【解析】

          試題分析:(1)草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O、CO、CO2,其中一氧化碳?xì)怏w如排放到空氣中會(huì)造成空氣污染,所以該裝置應(yīng)在最后加上尾氣處理裝置。

          (2)草酸亞鐵晶體是固體,所以加熱時(shí)試管口向略向下傾斜以防止產(chǎn)生的水倒流回試管底部引起試管的炸裂。因此應(yīng)選乙裝置作用熱分解裝置。

          (3)裝置B的作用是檢驗(yàn)生成的物質(zhì)中是否有水,裝置C的作用是檢驗(yàn)生成物中是否有二氧化碳。裝置D中的濃硫酸的作用是將氣體進(jìn)行干燥,以防水蒸氣影響后面的反應(yīng)。

          (4)先點(diǎn)燃熱分解裝置中的酒精燈,一段時(shí)間后再點(diǎn)燃E處的酒精燈。是為了利用生成的氣體將裝置內(nèi)的空氣排出,以防止形成一氧化碳與空氣的混合氣體在加熱時(shí)發(fā)生爆炸。

          (5)若通過(guò)F裝置中澄清石灰水變渾濁來(lái)證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物中有CO,則需要將固體分解生成的二氧化碳全部除去。因此需要在C(驗(yàn)證生成的氣體中有二氧化碳)和D裝置之間增加盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶。

          (6)①?gòu)膱D中可知在過(guò)程Ⅰ中固體的質(zhì)量減少值為0.72g。這是晶體中所含結(jié)晶水的質(zhì)量。

          3.60g草酸亞鐵晶體(FeC2O4﹒2H2O)含結(jié)晶水的質(zhì)量為:3.60g×(×100%)=0.72g

          所以過(guò)程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)為:FeC2O4▪2H2O △Fe C2O4+2H2O↑

          ②已知剩余固體的質(zhì)量為1.60g,且是鐵的氧化物。求該氧化物的化學(xué)式?上雀鶕(jù)鐵元素在草酸亞鐵晶體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求出鐵元素的質(zhì)量,再利用鐵和氧元素在氧化物中的質(zhì)量進(jìn)行求解。具體解題過(guò)程如下:

          解:m(Fe)= 3.60g×= 1.12g

          m(O)= 1.60g-1.12g=0.48g

          考點(diǎn):科學(xué)探究、根據(jù)的計(jì)算

          點(diǎn)評(píng):本題結(jié)合草酸亞鐵晶體的分解考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析(根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算)等知識(shí)點(diǎn)。綜合性較強(qiáng)。

           

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

          23、某;瘜W(xué)課外小組用硫酸亞鐵廢液(含少量硫酸銅和稀硫酸),制備硫酸亞鐵晶體并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn).制備硫酸亞鐵晶體主要的操作流程如下:

          請(qǐng)根據(jù)題目要求回答下列問(wèn)題:
          (1)上述操作過(guò)程中用到的玻璃儀器有:①燒杯、②玻璃棒、③酒精燈、④溫度計(jì)、⑤
          漏斗

          (2)加入過(guò)量A的目的是
          除盡銅離子和氫離子

          (3)草酸亞鐵常用作照相顯影劑,用于制藥工業(yè).實(shí)驗(yàn)室利用硫酸亞鐵溶液和草酸銨[(NH42C2O4]溶液反應(yīng)生成草酸亞鐵沉淀來(lái)制備草酸亞鐵.請(qǐng)寫(xiě)出硫酸亞鐵溶液與草酸銨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式
          (NH42C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+(NH42SO4

          (4)草酸亞鐵晶體(相對(duì)分子質(zhì)量180)受熱易分解,某課外小組設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物.

          ①該裝置中最不合理的部分
          A
          (填字母),原因是
          固體加熱時(shí)試管口要略向下傾斜

          ②改用正確裝置實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,B處變藍(lán),C處有白色沉淀,E處部分黑色粉末變?yōu)榧t色,說(shuō)明草酸亞鐵分解產(chǎn)生
          H2O、CO2、CO
          (填化學(xué)式).

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          科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

          草酸亞鐵晶體(化學(xué)組成為FeC2O4?xH2O)是一種淡黃色晶體粉末,常用于照相顯影劑及制藥工業(yè),是電池材料的制備原料.

          草酸亞鐵晶體受熱分解可以生成四種氧化物,為確定分解后的產(chǎn)物及x的值,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行探究(酒精燈略去,不考慮裝置中氣體的質(zhì)量,且無(wú)水CuSO4足量):

          【實(shí)驗(yàn)步驟】:
          ①連接好裝置,
          檢查氣密性
          檢查氣密性
          ;
          ②稱量裝置B(含兩側(cè)彈簧夾)、C的質(zhì)量;
          ③在熱分解裝置中裝入一定質(zhì)量的草酸亞鐵晶體,打開(kāi)彈簧夾a、b,鼓入一段時(shí)間氮?dú)猓?BR>④
          關(guān)閉彈簧夾a
          關(guān)閉彈簧夾a
          ,用酒精燈加熱熱分解裝置,直至晶體完全變成黑色,停止加熱;
          ⑤打開(kāi)彈簧夾a,繼續(xù)通氮?dú)庵裂b置冷卻,關(guān)閉彈簧夾a、b;
          ⑥再次稱量裝置B、C的質(zhì)量.
          【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】:該小組同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并記錄了如下數(shù)據(jù):
          裝置B的質(zhì)量(/g) 裝置C的質(zhì)量(/g)
          實(shí)驗(yàn)前 145.8 168.2
          實(shí)驗(yàn)后 140.4 170.0
          熱分解裝置質(zhì)量為136.8g
          【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】:
          (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,裝置C中固體顏色變?yōu)樗{(lán)色,說(shuō)明草酸亞鐵晶體分解生成了
          ,F(xiàn)eC2O4?xH2O中x的值為
          2
          2
          ;
          (2)裝置E出現(xiàn)黑色物質(zhì),說(shuō)明草酸亞鐵晶體分解生成了
          CO
          CO
          ;
          (3)裝置C中澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明草酸亞鐵晶體分解生成了
          CO2
          CO2
          ;
          (4)根據(jù)上表數(shù)據(jù),計(jì)算反應(yīng)后,熱解裝置中殘留黑色物質(zhì)的化學(xué)式;(提示:相對(duì)分子質(zhì)量分別為FeC2O4:144; H2O:18)
          FeO
          FeO
          ;
          (5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,鼓入氮?dú)獾哪康氖?!--BA-->
          排盡裝置中的空氣,以免黑色的殘留物(或FeO)被氧化
          排盡裝置中的空氣,以免黑色的殘留物(或FeO)被氧化

          (6)實(shí)驗(yàn)后,熱解裝置中固體的顏色由淡黃色變成黑色,寫(xiě)出草酸亞鐵晶體受熱分解的化學(xué)方程式
          FeC2O4?2H2OFeO+CO2↑+CO↑+2H2O
          FeC2O4?2H2OFeO+CO2↑+CO↑+2H2O
          ;
          【反思應(yīng)用】:
          (7)有同學(xué)認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)中生成的CO和鐵的氧化物會(huì)繼續(xù)反應(yīng)生成鐵.你認(rèn)為這種說(shuō)法是否正確?請(qǐng)說(shuō)出可能的理由
          不正確,因?yàn)闇囟冗_(dá)不到工業(yè)煉鐵所需的高溫,所以不能相互反應(yīng)生成Fe
          不正確,因?yàn)闇囟冗_(dá)不到工業(yè)煉鐵所需的高溫,所以不能相互反應(yīng)生成Fe
          ;
          (8)經(jīng)過(guò)討論,同學(xué)們一致認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)裝置有不足,你認(rèn)為是什么?
          沒(méi)有尾氣處理裝置,會(huì)造成CO污染空氣;
          沒(méi)有尾氣處理裝置,會(huì)造成CO污染空氣;

          (9)某些食品的包裝袋中,常用氧化亞鐵作為防偽試劑,一旦包裝打開(kāi),立即變成紅棕色,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
          4FeO+O2═2Fe2O3
          4FeO+O2═2Fe2O3

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          科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

          某;瘜W(xué)課外小組用硫酸亞鐵廢液(含少量硫酸銅和稀硫酸),制備硫酸亞鐵晶體并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn).制備硫酸亞鐵晶體主要的操作流程如下:

          請(qǐng)根據(jù)題目要求回答下列問(wèn)題:
          (1)上述操作過(guò)程中用到的玻璃儀器有:①燒杯、②玻璃棒、③酒精燈、④溫度計(jì)、⑤
          漏斗
          漏斗

          (2)加入過(guò)量A的目的是
          除盡銅離子和氫離子
          除盡銅離子和氫離子
          ;
          (3)草酸亞鐵常用作照相顯影劑,用于制藥工業(yè).實(shí)驗(yàn)室利用硫酸亞鐵溶液和草酸銨[(NH42C2O4]溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成草酸亞鐵沉淀來(lái)制備草酸亞鐵.寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:
          FeSO4+(NH42C2O4=FeC2O4↓+(NH42SO4
          FeSO4+(NH42C2O4=FeC2O4↓+(NH42SO4
          ;
          (4)草酸亞鐵晶體(相對(duì)分子質(zhì)量為180)受熱易分解,小王同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物.

          ①小李同學(xué)認(rèn)為如果用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),A處的試管很可能破裂,小李同學(xué)的理由是
          產(chǎn)生的水蒸氣冷凝后倒流炸裂試管
          產(chǎn)生的水蒸氣冷凝后倒流炸裂試管
          ;小陸同學(xué)認(rèn)為裝置中還有不完善的地方,請(qǐng)指出并改正
          G處沒(méi)有對(duì)尾氣進(jìn)行處理,可以將尾氣點(diǎn)燃
          G處沒(méi)有對(duì)尾氣進(jìn)行處理,可以將尾氣點(diǎn)燃

          ②改用正確裝置實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,B處變藍(lán),C處有白色沉淀,E處部分紅棕色粉末變?yōu)楹谏,說(shuō)明草酸亞鐵分解產(chǎn)生
          H2O CO2CO
          H2O CO2CO
          (填化學(xué)式).

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          科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

          (2012?普陀區(qū)一模)①堿石灰是實(shí)驗(yàn)室常用的干燥劑,它是氧化鈣、氫氧化鈉的固體混合物. 除了能吸收水蒸氣外,堿石灰還能吸收常見(jiàn)的氣體是
          C
          C
          (選填編號(hào),只有一個(gè)答案,多選不得分).
          A.氧氣   B.一氧化碳   C.二氧化碳   D.氫氣
          ②實(shí)驗(yàn)室中利用草酸亞鐵晶體(FeC2O4?2H2O)受熱分解得到一定量的 CO,反應(yīng)的方程式 為:FeC2O4?2H2O→鐵的氧化物+CO+CO2+2H2O該反應(yīng)屬于
          分解反應(yīng)
          分解反應(yīng)
          (填寫(xiě)基本反應(yīng)類型),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,可以推知產(chǎn)物中“鐵的氧化物”的化學(xué)式是
          FeO
          FeO

          ③加熱草酸亞鐵可選用下列“A、B、C”三套裝置中的
          A
          A
          (選填編號(hào)“A、B、C”).寫(xiě)出下列儀器“a”的名稱是
          長(zhǎng)頸漏斗
          長(zhǎng)頸漏斗


          ④草酸亞鐵晶體的摩爾質(zhì)量是
          180克/摩爾
          180克/摩爾
          (寫(xiě)全單位),若有1.8g 草酸亞鐵晶體充分反應(yīng)可得 到CO氣體的物質(zhì)的量是多少?請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程:
          ⑤草酸亞鐵晶體受熱分解得到的氣體通過(guò)堿石灰后,用來(lái)與氧化銅反應(yīng),并檢驗(yàn)反應(yīng)得到的氣體產(chǎn)物.整套裝置如圖:

          寫(xiě)出“乙”處 反應(yīng)的 現(xiàn)象是
          黑色固體逐漸變紅
          黑色固體逐漸變紅
          ,反應(yīng)的 化學(xué)方程式 為
          CuO+CO
           高溫 
          .
           
          Cu+CO2
          CuO+CO
           高溫 
          .
           
          Cu+CO2
          ,該反應(yīng)中還原劑是. 甲、丙兩處所盛放的試液分別是
          澄清石灰水
          澄清石灰水
          、
          澄清石灰水
          澄清石灰水
          ,其中“甲”處所盛放該試液的作用是
          檢驗(yàn)并除去混合氣體中的二氧化碳,以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論
          檢驗(yàn)并除去混合氣體中的二氧化碳,以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論

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          科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

          (2013?無(wú)錫)草酸亞鐵晶體(FeC2O4?2H2O)是一種淺黃色固體,難溶于水,受熱易分解,是生產(chǎn)鋰電池的原材料,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物,并用熱重法(TG)確定其分解后所得固體產(chǎn)物的組成,探究過(guò)程如下:
          【查閱資料】
          1、草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O,CO,CO2
          2、白色的無(wú)水CuSO4遇水蒸氣會(huì)變成藍(lán)色
          【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

          (1)從環(huán)保角度考慮,該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷是
          沒(méi)有處理尾氣
          沒(méi)有處理尾氣

          (2)可選擇以下實(shí)驗(yàn)裝置中的
          (選填“甲”或“乙”)作為虛線中的“熱分解裝置”.
          【問(wèn)題討論】
          (3)D中濃硫酸的作用是
          干燥氣體
          干燥氣體
          ,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到B中白色無(wú)水CuSO4變成藍(lán)色,C中澄清石灰水變渾濁,E中
          黑色粉末變紅色
          黑色粉末變紅色
          (填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),則可證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O,CO,CO2
          (4)該興趣小組進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí),先點(diǎn)燃熱分解裝置中的酒精燈,一段時(shí)間后再點(diǎn)燃E處的酒精燈,原因是
          把裝置中的空氣排盡,避免一氧化碳和空氣混合達(dá)到爆炸極限時(shí),加熱時(shí)發(fā)生爆炸
          把裝置中的空氣排盡,避免一氧化碳和空氣混合達(dá)到爆炸極限時(shí),加熱時(shí)發(fā)生爆炸

          (5)若通過(guò)F裝置中澄清石灰水變渾濁來(lái)證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物中有CO,則需在C和D裝置之間增加盛有
          濃氫氧化鈉溶液
          濃氫氧化鈉溶液
          (填物質(zhì)的名稱或化學(xué)式)溶液的洗氣瓶.
          【數(shù)據(jù)分析】
          (6)稱取3.60g草酸亞鐵晶體(FeC2O4?2H2O,相對(duì)分子質(zhì)量是180)用熱重法對(duì)其進(jìn)行熱分解,得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示,請(qǐng)分析該圖回答下列問(wèn)題:

          ①過(guò)程Ⅰ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
          FeC2O4?2H2O
            △  
          .
           
          FeC2O4+2H2O↑
          FeC2O4?2H2O
            △  
          .
           
          FeC2O4+2H2O↑

          ②300℃時(shí)剩余固體只有一種且是鐵的氧化物,試通過(guò)計(jì)算確定該氧化物的化學(xué)式或名稱
          Fe2O3
          Fe2O3
          .(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

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