(14分)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.5、铁的氧化物被CO还原所需的...

2023-07-07 12:03发布

这道初中化学的题目是:
(14分)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.

5、铁的氧化物被CO还原所需的温度:

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,   ▲  
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;
   ▲  ,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   ▲  ,FeC2O4·xH2O中x的值为   ▲  
(2)装置E出现黑色物质,说明草酸亚铁晶体分解生成了   ▲  
(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   ▲  
(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;(3分)
(提示:相对分子质量分别为FeC2O4:144; H2O:18)   ▲  
(5)实验过程中,鼓入氮气的目的是   ▲  
(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   ▲  
【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   ▲  
(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?   ▲  
(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   ▲  
1条回答
白影
1楼-- · 2023-07-07 12:25
这道初中化学题的正确答案为:
【实验步骤】:①检查气密性   ④关闭弹簧夹a
【实验分析及数据处理】:(1)水    2   (2)CO   (3)CO2
(4)根据表中数据可得热分解装置中草酸亚铁晶体的质量为145.8g—136.8g = 9.0g,分解后生成水的质量为170.0g—168.2g = 1.8g,则草酸亚铁晶体中FeC2O4的质量为9.0g—1.8g =7.2g,
则其中Fe元素质量为
又∵热分解装置中剩余黑色固体质量为140.4g—136.8g = 3.6g,
∴剩余物中氧元素质量为3.6g—2.8g = 0.8g …………………………………   1分
设此黑色物质的化学式为FeaOb,则

∴热解装置中残留黑色物质的化学式为FeO(其他合理也可得分)
(5)排尽装置中的空气,以免黑色的残留物(或FeO)被氧化
【反思应用】:(7)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)没有尾气处理装置,会造成CO污染空气;
(9)4FeO + O2 ="==" 2Fe2O3
解题思路 【实验步骤】:从实验装置图分析可知B是草酸亚铁受热分解的装置,根据实验中气流的方向和基本操作,故:①检查气密性    ④关闭弹簧夹a
【实验分析及数据处理】:
(1)无水硫酸铜遇水变蓝色结合实验中装置C中的无水硫酸铜变蓝色,装置C增加的质量既是草酸亚铁中水的质量为分解后生成水的质量:170.0g-168.2g=1.8g,草酸亚铁晶体的质量为145.8g-136.8g=9.0g,9g草酸亚铁晶体中FeC2O4的质量为9.0g-1.8g=7.2g,即56+12×2+16×4:18x=7.2:1.8,x=2故(1):水    2    
(2)一氧化碳能与氯化钯溶液反应生成黑色的物质,故(2):CO    
(3)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,故(3):CO2
(4)根据表中数据可得热分解装置中草酸亚铁晶体的质量为145.8g-136.8g=9.0g,分解后生成水的质量为170.0g-168.2g=1.8g,则草酸亚铁晶体中FeC2O4的质量为9.0g-1.8g=7.2g,
则其中Fe元素质量为
7.2g××100%=2.8g56144    …(1分)
又∵热分解装置中剩余黑色固体质量为140.4g-136.8g=3.6g,
∴剩余物中氧元素质量为3.6g-2.8g=0.8g  …(1分)
设此黑色物质的化学式为FeaOb,则
得       
∴热解装置中残留黑色物质的化学式为FeO
故(4):FeO
(5)A在B草酸亚铁加热分解得装置前,故(5):排尽装置中的空气,以免黑色的残留物(或FeO)被氧化
(6)草酸亚铁晶体受热分解可以生成四种氧化物:FeO、CO2、CO、H2O,故(6):
FeC2O4?2H2FeO+CO2↑+CO↑+2H2O
【反思应用】:
(7)酒精灯加热的最高温度,氧化亚铁被一氧化碳还原的温度是710℃,故(7):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)一氧化碳有毒不能直接排入空气中,故(8):没有尾气处理装置,会造成CO污染空气;
(9)氧化铁是红棕色固体,故(9):4FeO+O2═2Fe2O3

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