Question

將1.000g FeC₂O₄?2H₂O固體樣品放在熱重分析儀中進行熱重分析，測得其熱重分析曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如圖所示：
已知：①草酸鹽受熱分解易放出碳的氧化物．②500℃之前，該熱重分析儀的樣品池處于Ar氣氣氛中，500℃時起，樣品池與大氣相通．完成下列填空：
（1）300℃時是樣品脫水的過程，試確定350℃時樣品是否脫水完全

 

（填“是”或“否”），判斷的理由是

 

（要求寫出推算過程）．
（2）400℃時發(fā)生變化的化學方程式是

 

．
（3）將600℃時樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻至室溫，再向該固體中加入一定量的稀鹽酸剛好完全溶解，用pH試紙測得所得溶液的pH=3，其原因是

 

（用離子方程式回答）．向該溶液中滴加適量NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，測得此時溶液中鐵元素的離子濃度為4.0×10^-11 mol?L^-1，則此時溶液的pH=

 

（已知：K_sp[Fe（OH）₂]=8.0×10^-16，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38）．
（4）將1 500℃時樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻后，用稀鹽酸溶解得一棕黃色溶液．取少量該溶液滴加KSCN，溶液顯血紅色；另取少量該溶液滴加K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，產(chǎn)生特征藍色沉淀．試寫出圖中1 400℃時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式

 

，
產(chǎn)生特征藍色沉淀的離子反應(yīng)方程式

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,pH的簡單計算,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)圖象，300℃時是樣品脫水生成固體質(zhì)量為0.800g，所以假設(shè)反應(yīng)為：
FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄?（2-n）H₂O+nH₂O
180                            18n
1.000g                   （1.000-0.800）g
解得n=2，所以350℃時樣品完全脫水；
（2）根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒，鐵原子的最小公倍數(shù)是6，于是存在下列質(zhì)量關(guān)系：
     6FeO→3Fe₂O₃→2Fe₃O₄
     72：80：77.3    
固體質(zhì)量的變化趨勢與表中提供的數(shù)據(jù)一致．即72：80：77.3≈0.400：0.444：0.429．
因此表明：FeC₂O₄分解時，先轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO，再轉(zhuǎn)變?yōu)镕e₂O₃，最后變?yōu)镕e₃O₄，所以400℃時FeC₂O₄分解生成FeO，結(jié)合化合價有升必有降，則還有一氧化碳和二氧化碳生成；
（3）根據(jù)（2）的分析，600℃時FeC₂O₄分解生成Fe₂O₃，加稀鹽酸溶解生成三價鐵溶液，根據(jù)三價鐵易水解成酸性分析；根據(jù)K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38進行計算；
（4）根據(jù)取少量該溶液滴加KSCN，溶液顯血紅色，說明含有三價鐵離子；另取少量該溶液滴加K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，產(chǎn)生特征藍色沉淀，說明含有二價鐵離子，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征1 400℃時Fe₂O₃發(fā)生分解生成Fe₃O₄和氧氣；產(chǎn)生特征藍色沉淀的離子反應(yīng)方程式3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓．

解答： 解：（1）根據(jù)圖象，300℃時是樣品脫水生成固體質(zhì)量為0.800g，所以假設(shè)反應(yīng)為：
FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄?（2-n）H₂O+nH₂O
180                            18n
1.000g                   （1.000-0.800）g
解得n=2，所以350℃時樣品完全脫水；
故答案為：是；
推算過程：
FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄?（2-n）H₂O+nH₂O
180                             18n
1.000g                    （1.000-0.800）g
解得n=2，所以350℃時樣品完全脫水；
（2）根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒，鐵原子的最小公倍數(shù)是6，于是存在下列質(zhì)量關(guān)系：
     6FeO→3Fe₂O₃→2Fe₃O₄
     72：80：77.3    
固體質(zhì)量的變化趨勢與表中提供的數(shù)據(jù)一致．即72：80：77.3≈0.400：0.444：0.429．
因此表明：FeC₂O₄分解時，先轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO，再轉(zhuǎn)變?yōu)镕e₂O₃，最后變?yōu)镕e₃O₄，所以400℃時FeC₂O₄分解生成FeO，結(jié)合化合價有升必有降，則還有一氧化碳和二氧化碳生成；反應(yīng)方程式為：FeC₂O₄

400℃  .

FeO+CO↑+CO₂↑；故答案為：FeC₂O₄

400℃  .

FeO+CO↑+CO₂↑；
（3）根據(jù)（2）的分析，600℃時FeC₂O₄分解生成Fe₂O₃，加稀鹽酸溶解生成三價鐵溶液，因為三價鐵易水解所以溶液的PH為3，水解方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；當鐵元素的離子濃度為4.0×10^-11 mol?L^-1，則氫氧根的濃度為：

3	4×10 -38 4×10 -11

=1.0×10^-9 mol?L^-1，氫離子濃度為

1×10 -14

1×10 -9

=1.0×10^-5 mol?L^-1，所以PH=5，故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；5；
（4）根據(jù)取少量該溶液滴加KSCN，溶液顯血紅色，說明含有三價鐵離子；另取少量該溶液滴加K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，產(chǎn)生特征藍色沉淀，說明含有二價鐵離子，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征1 400℃時Fe₂O₃發(fā)生分解生成Fe₃O₄和氧氣；產(chǎn)生特征藍色沉淀的離子反應(yīng)方程式3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；故答案為：6Fe₂O₃

1400℃  .

4Fe₃O₄+O₂↑；3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；

點評：本題考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量及性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，注意掌握物質(zhì)的性質(zhì)及檢驗方法，正確分析曲線變化為解答本題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學知識的能力．