資料:(1)草酸亞鐵晶體(FeC2O4?2H2O)呈淡黃色;(2)KMnO4在酸性條件的還原產(chǎn)物為Mn2+.某課題組為探究草酸亞鐵晶體的化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)探究.
(1)向盛有草酸亞鐵晶體的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)溶液顏色逐漸變?yōu)樽攸S色,并檢測(cè)到CO2生成.這說(shuō)明草酸亞鐵晶體具有
 
(填“氧化性”、“還原性”或“堿性”).若反應(yīng)中消耗1mol FeC2O4?2H2O,則參加反應(yīng)的KMnO4
 
mol.
(2)資料表明:在密閉容器中加熱到一定溫度時(shí),草酸亞鐵晶體可完全分解,生成幾種氧化物,殘留物為黑色固體.課題組根據(jù)課本上所介紹的鐵的氧化物的性質(zhì),對(duì)黑色固體的組成提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:全部是FeO;假設(shè)二:
 
;假設(shè)三:
 

(3)為驗(yàn)證上述假設(shè)一是否成立,課題組進(jìn)行如下研究.
[定性研究]請(qǐng)你完成下表中內(nèi)容.
實(shí)驗(yàn)步驟(不要求具體的操作過(guò)程) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
取少量黑色固體,
 
 
精英家教網(wǎng)[定量研究]課題組在文獻(xiàn)中查閱到,F(xiàn)eC2O4?2H2O受熱分解時(shí),固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示,寫出加熱到400℃時(shí),F(xiàn)eC2O4?2H2O晶體受熱分解的化學(xué)方程式為:
 

根據(jù)圖象,如有1.0g草酸亞鐵晶體在坩堝中敞口充分加熱,最終殘留黑色固體的質(zhì)量大于0.4g.某同學(xué)由此得出結(jié)論:假設(shè)一不成立.你是否同意該同學(xué)的結(jié)論
 
(填“同意”或“不同意”),并簡(jiǎn)述理由
 
分析:(1)向盛有草酸亞鐵晶體的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)溶液顏色逐漸變?yōu)樽攸S色,并檢測(cè)到CO2生成.說(shuō)明草酸亞鐵被氧化為鐵離子、二氧化碳?xì)怏w,草酸亞鐵具有還原性,依據(jù)電子守恒計(jì)算得到消耗的高錳酸鉀物質(zhì)的量;
(2)草酸亞鐵晶體可完全分解,生成幾種氧化物,殘留物為黑色固體可能為氧化亞鐵或四氧化三鐵,分析判斷;
(3)氧化亞鐵溶解于鹽酸生成氯化亞鐵溶液,加入KSCN溶液,若溶液不變紅證明假設(shè)一正確;
定量實(shí)驗(yàn):根據(jù)圖中提供的信息,通過(guò)計(jì)算可以判斷反應(yīng)的化學(xué)方程式和物質(zhì)的化學(xué)式;
如有1.0g草酸亞鐵晶體在坩堝中敞口充分加熱,最終殘留黑色固體的質(zhì)量大于0.4g.某同學(xué)由此得出結(jié)論:假設(shè)一不成立不合理,氧化亞鐵可以被空氣氧化.
解答:解:(1)向盛有草酸亞鐵晶體的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)溶液顏色逐漸變?yōu)樽攸S色,并檢測(cè)到CO2生成.說(shuō)明草酸亞鐵被氧化為鐵離子、二氧化碳?xì)怏w,草酸亞鐵具有還原性,依據(jù)電子守恒計(jì)算得到消耗的高錳酸鉀物質(zhì)的量,依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒原子守恒配平書寫離子方程式為:
5Fe2++5C2O42-+3MnO4-+24H+=5Fe3++3Mn2++5CO2↑+12H2O,消耗1mol FeC2O4?2H2O,則參加反應(yīng)的KMnO4為0.6mol;
故答案為:還原性;0.6;
(2)假設(shè)一:全部是氧化亞鐵;假設(shè)二:全部是四氧化三鐵;假設(shè)三:氧化亞鐵和四氧化三鐵的混合物;
故答案為:全部是四氧化三鐵;氧化亞鐵和四氧化三鐵的混合物;
(3)[定性研究]實(shí)驗(yàn)步聚:取少量黑色固體,加入適量的稀鹽酸(或稀硫酸)溶解,在溶液中加入KSCN溶液.現(xiàn)象與結(jié)論:若溶液不變紅,則假設(shè)一成立,若溶液變紅,則假設(shè)一不成立;
故答案為:取少量黑色固體,加入適量的稀鹽酸(或稀硫酸)溶解,在溶液中加入KSCN溶液,若溶液不變紅,則假設(shè)一成立,若溶液變紅,則假設(shè)一不成立;
[定量研究]通過(guò)剩余固體的質(zhì)量可知,過(guò)程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)是:草酸亞鐵晶體受熱失去結(jié)晶水,設(shè)失去結(jié)晶水x,圖象分析可知固體質(zhì)量變化1.0-0.8=0.2g,依據(jù)則反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算為:
FeC2O4?2H2O
  △  
.
 
FeC2O4+(2-x)H2O+xH2O△m
 180                                 18x
  1.0                                 0.2
x=2
加熱到300°C,晶體全部失去結(jié)晶水生成草酸亞鐵和水,
繼續(xù)加熱到400°C,固體質(zhì)量減少0.8g-0.4g=0.4g;此時(shí)草酸亞鐵分解減少的是氣體質(zhì)量,反應(yīng)過(guò)程中一定存在反應(yīng)生成氧化亞鐵和二氧化碳,鐵元素化合價(jià)不變時(shí),依據(jù)元素化合價(jià)變化和電子守恒可知碳元素化合價(jià)從+3價(jià)變化為+4價(jià),一定有化合價(jià)降低生成+2價(jià)的一氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式FeC2O4
  △  
.
 
FeO+CO+CO2,分析圖象可知;
FeC2O4
  △  
.
 
FeO+CO+CO2 △m
  144               72     
   0.8              0.4
計(jì)算結(jié)果符合圖象固體質(zhì)量變化,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeC2O4.2H2O
  △  
.
 
FeO+CO+CO2+2H2O;
故答案為:FeC2O4.2H2O
  △  
.
 
FeO+CO+CO2+2H2O;
如有1.0g草酸亞鐵晶體在坩堝中敞口充分加熱,依據(jù)鐵元素守恒計(jì)算得到若生成氧化亞鐵,質(zhì)量為0.4g,但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最終殘留黑色固體的質(zhì)量大于0.4g,可能是實(shí)驗(yàn)未在密閉容器中進(jìn)行,氧化亞鐵被空氣氧化為氧化鐵,某同學(xué)由此得出結(jié)論:假設(shè)一不成立不合理;
故答案為:不同意,實(shí)驗(yàn)未在密閉容器中進(jìn)行,F(xiàn)eO會(huì)被空氣進(jìn)一步氧化,生成鐵的其它氧化物.
點(diǎn)評(píng):本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)分析判斷,定量計(jì)算,圖象分析是解題關(guān)鍵,題目難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2010?啟東市模擬)隨著納米材料在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,很多同學(xué)對(duì)其產(chǎn)生了濃厚的興趣和探究的欲望.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組通過(guò)查閱有關(guān)資料,按下列步驟自己動(dòng)手制備納米鐵粉.請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作回答相關(guān)問(wèn)題.
(1)草酸亞鐵晶體(FeC2O4?2H2O)的制備

①現(xiàn)有燒杯、玻璃棒、藥匙、濾紙、托盤天平、膠頭滴管等實(shí)驗(yàn)儀器,為配制上述兩種溶液,缺少的玻璃儀器為
500mL容量瓶
500mL容量瓶
,需稱量FeSO4?7H2O的質(zhì)量為
34.8
34.8
g.
②過(guò)濾、洗滌過(guò)程中,檢驗(yàn)草酸亞鐵晶體是否洗凈的方法是
取最后的洗滌液,測(cè)定洗滌液的pH,若洗滌液的pH等于7,說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈(或取最后的洗滌液,向其中滴加BaCl2溶液,若無(wú)渾濁產(chǎn)生,則說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈)
取最后的洗滌液,測(cè)定洗滌液的pH,若洗滌液的pH等于7,說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈(或取最后的洗滌液,向其中滴加BaCl2溶液,若無(wú)渾濁產(chǎn)生,則說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈)

③分析上述草酸亞鐵晶體的制備方案,可推FeC2O4?2H2O具備的性質(zhì)是
ab
ab

a.在水中溶解度較小         b.不穩(wěn)定,受熱易分解
c.白色固體                 d.易被空氣氧化
(2)納米鐵粉的制備
將一根長(zhǎng)度約為12cm~14cm的玻璃管在酒精噴燈上燒制成如圖所示形狀,向其中加入黃色草酸亞鐵晶體.再將管口部分加熱拉細(xì),然后在酒精噴燈上均勻加熱.當(dāng)草酸亞鐵粉末受熱完全變黑,立即將管口拉細(xì)的部分放在火焰燒熔封閉,這樣便得到了高純度的納米鐵粉.
①制備納米鐵粉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
FeC2O4?2H2O
 高溫 
.
 
Fe+2CO2↑+2H2O↑
FeC2O4?2H2O
 高溫 
.
 
Fe+2CO2↑+2H2O↑

②實(shí)驗(yàn)前無(wú)需排盡裝置中的空氣,原因是
反應(yīng)生成CO2驅(qū)趕裝置中空氣,防止紅熱的鐵被氧化
反應(yīng)生成CO2驅(qū)趕裝置中空氣,防止紅熱的鐵被氧化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2009?宜賓模擬)法國(guó)化學(xué)家亨利?莫瓦桑一生在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)史上做出了重大貢獻(xiàn).莫瓦桑最初的無(wú)機(jī)化學(xué)研究課題是自燃鐵(發(fā)火金屬;打火石).莫瓦桑將氧化亞鐵放在氫氣流下加熱還原,制得了自燃鐵(顆粒很細(xì)的金屬鐵,在空氣中撞擊或受熱會(huì)燃燒).
某研究性學(xué)習(xí)小組擬模仿莫瓦桑開(kāi)展在實(shí)驗(yàn)室制備自燃鐵研究.由于沒(méi)有現(xiàn)存的氧化亞鐵,查資料得知可以通過(guò)在隔絕氧氣條件下加熱草酸亞鐵(FeC2O4)制得氧化亞鐵:FeC2O
  △  
.
 
FeO+CO↑+CO2
由此,小組設(shè)計(jì)了一套先制備氧化亞鐵,繼后制備自燃鐵的裝置(鐵架臺(tái)等固定儀器裝置在圖中略去未畫出):

分析該套裝置的原理回答下列問(wèn)題:
(1)寫出用氧化亞鐵制備自燃鐵的化學(xué)方程式:
FeO+H2
  △  
.
 
Fe+H2O
FeO+H2
  △  
.
 
Fe+H2O

(2)儀器組裝好后,首先要做的工作是:
檢查氣密性
檢查氣密性
;具體方法是:
將D、E之間的膠管夾住,B的分液漏斗活塞關(guān)閉,打開(kāi)A、B之間的開(kāi)關(guān),從A的漏斗中加水到一定程度,可觀察A中漏斗是否會(huì)形成一段穩(wěn)定的水柱保持不變
將D、E之間的膠管夾住,B的分液漏斗活塞關(guān)閉,打開(kāi)A、B之間的開(kāi)關(guān),從A的漏斗中加水到一定程度,可觀察A中漏斗是否會(huì)形成一段穩(wěn)定的水柱保持不變

(3)實(shí)驗(yàn)中B裝置的意義是:
產(chǎn)生CO2氣體排出D中的空氣
產(chǎn)生CO2氣體排出D中的空氣

(4)對(duì)該實(shí)驗(yàn)操作,小組同學(xué)歸納了如下一些實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行選擇和組合:
①點(diǎn)燃D處酒精燈,②打開(kāi)分液漏斗活塞讓溶液緩緩滴下,③關(guān)閉A、B之間的活塞開(kāi)關(guān),④熄滅酒精燈,⑤往D的玻管內(nèi)通相對(duì)足夠時(shí)間的氣體排出原存留氣體,⑥繼續(xù)通氣體至D的玻管內(nèi)固體冷卻,⑦撤下儀器,⑧打開(kāi)A、B之間的活塞開(kāi)關(guān),⑨關(guān)閉分液漏斗活塞.則在第一階段制備氧化亞鐵中,必須經(jīng)過(guò)的實(shí)驗(yàn)步驟且正確的順序是:
③②⑤⑨①④⑥
③②⑤⑨①④⑥
;繼續(xù)進(jìn)行第二階段制備自燃鐵的實(shí)驗(yàn)步驟和正確的順序是:
⑧⑤①④⑥③⑦
⑧⑤①④⑥③⑦
;
(5)該套裝置有沒(méi)有明顯的問(wèn)題?
,如有,回答如何改進(jìn):
B、C之間應(yīng)該增加一個(gè)除HCl的洗氣瓶,E后面應(yīng)有處理第一階段尾氣中CO的措施
B、C之間應(yīng)該增加一個(gè)除HCl的洗氣瓶,E后面應(yīng)有處理第一階段尾氣中CO的措施

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012-2013學(xué)年安徽省高三年級(jí)第一次聯(lián)考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)呈淡黃色。某課題組為探究草酸業(yè)鐵晶體的化學(xué)性質(zhì),    進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)探究。

(1)向盛有草酸亞鐵晶體的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)溶液顏色逐漸變?yōu)樽攸S色,并檢測(cè)到二氧化碳?xì)怏w生成。這說(shuō)明草酸亞鐵晶體具有             (填“氧化性”、“還原性”或“堿性”)。若反應(yīng)中消耗1 mol FeC2O4·2H2O,則參加反應(yīng)的KMnO4            mol。

(2)資料表明:在密閉容器中加熱到一定溫度時(shí),草酸亞鐵晶體可完全分解,生成幾種氧化物,殘留物為黑色固體。課題組根據(jù)課本上所介紹的鐵的氧化物的性質(zhì),對(duì)黑色固體的組成提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:

假設(shè)一:全部是FeO

假設(shè)二:                       

假設(shè)三:                       

(3)為驗(yàn)證上述假設(shè)一是否成立,課題組進(jìn)行如下研究。

【定性研究】請(qǐng)你完成下表中內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過(guò)程)

預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

取少量黑色固體,                    

                                    

                                   

                                    

                                    

                                    

 

【定量研究】課題組在文獻(xiàn)中查閱到,F(xiàn)eC2O4·2H2O受熱分解時(shí),固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如下圖所示,寫出加熱到400℃時(shí),F(xiàn)eC2O4·2H2O晶體受熱分解的化學(xué)方程式為:                                            。

根據(jù)圖象,如有1.0 g草酸亞鐵晶體在坩堝中敞口充分加熱,最終殘留黑色固體的質(zhì)量大于0.4 g。某同學(xué)由此得出結(jié)論:假設(shè)一不成立。你是否同意該同學(xué)的結(jié)論,并簡(jiǎn)述理由:

                                                                              

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012-2013學(xué)年四川省雅安市高三第三次診斷性考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

資料:(1)草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)呈淡黃色;(2)KMnO4在酸性條件的還原產(chǎn)物為Mn2+。某課題組為探究草酸亞鐵晶體的化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)探究。

(1)向盛有草酸亞鐵晶體的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)溶液顏色逐漸變?yōu)樽攸S色,并檢測(cè)到CO2生成。這說(shuō)明草酸亞鐵晶體具有          (填“氧化性”、“還原性”或“堿性”)。若反應(yīng)中消耗1 mol FeC2O4·2H2O,則參加反應(yīng)的KMnO4為       ______mol。

(2)資料表明:在密閉容器中加熱到一定溫度時(shí),草酸亞鐵晶體可完全分解,生成幾種氧化物,殘留物為黑色固體。課題組根據(jù)課本上所介紹的鐵的氧化物的性質(zhì),對(duì)黑色固體的組成提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:

假設(shè)一:全部是FeO;假設(shè)二:               ;假設(shè)三:              

(3)為驗(yàn)證上述假設(shè)一是否成立,課題組進(jìn)行如下研究。

【定性研究】請(qǐng)你完成下表中內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)步驟(不要求具體的操作過(guò)程)

預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

取少量黑色固體,          

                 

 

【定量研究】課題組在文獻(xiàn)中查閱到,F(xiàn)eC2O4·2H2O受熱分解時(shí),固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如下圖所示,寫出加熱到400℃時(shí),F(xiàn)eC2O4·2H2O晶體受熱分解的化學(xué)方程式為:            。

根據(jù)圖象,如有1.0 g草酸亞鐵晶體在坩堝中敞口充分加熱,最終殘留黑色固體的質(zhì)量大于0.4 g。某同學(xué)由此得出結(jié)論:假設(shè)一不成立。你是否同意該同學(xué)的結(jié)論        (填“同意”或“不同意”),并簡(jiǎn)述理由             。

 

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