Question

草酸亞鐵用作分析試劑及顯影劑等，其制備流程如圖甲：

（1）配制（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O溶液時(shí)，需加少量稀硫酸，目的是

抑制Fe²⁺水解

．
（2）將制得的產(chǎn)品在氬氣氣氛中進(jìn)行熱重分析，結(jié)果如圖乙（TG%表示殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，F(xiàn)e（SO₄）₂?2H₂O的式量為180）．
①A→B發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g）

．C處時(shí)殘留物的化學(xué)式為

FeO

．
②有研究學(xué)者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用氣相色譜還檢出H₂，最終產(chǎn)物中也有微量的磁性物質(zhì)生成，請(qǐng)你猜想用一個(gè)方程式解釋這種事實(shí)：

3FeO+H₂O

△   .

Fe₃O₄+H₂

．
③現(xiàn)取在真空中146℃脫水后的FeC₂O₄1.44g放在某真空的密閉容器中，再充入0.04molCO．加熱至1100℃，其中FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）反應(yīng)平衡常數(shù)K=0.4，則該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，F(xiàn)eO的轉(zhuǎn)化率為多少？

71.4%

．

Answer 1

分析：（1）溶液中亞鐵離子水解，加入少量硫酸，抑制亞鐵離子水解；
（2）①由圖可知，加熱生成B時(shí)剩余固體為80%，損失20%，F(xiàn)eC₂O₄.2H₂O中結(jié)晶水的質(zhì)量為

36

180

×100%=20%，故A→B發(fā)生反應(yīng)是FeC₂O₄.2H₂O加熱失去結(jié)晶水；
由圖可知加熱生成C時(shí)，分解完全，假定草酸亞鐵晶體為180g，其物質(zhì)的量為1mol，則C固體的質(zhì)量為180g×40%=72g，鐵元素質(zhì)量為1mol×56g/mol=56，故應(yīng)含有氧元素為72g-56g=16g，即鐵原子與氧原子物質(zhì)的量之比為1：1，應(yīng)為FeO；
②氣相色譜還檢出H₂，最終產(chǎn)物中也有微量的磁性物質(zhì)生成，磁性物質(zhì)為四氧化三鐵，可能是FeO與水反應(yīng)生成四氧化三鐵與氫氣；
③由①分析可知，加熱發(fā)生反應(yīng)FeC₂O₄（s）

△   .

FeO+CO（g）+CO₂，計(jì)算FeC₂O₄分解生成FeO、CO、二氧化碳的物質(zhì)的量，令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式列方程計(jì)算x的值，進(jìn)而計(jì)算FeO轉(zhuǎn)化率．

解答：解：（1）溶液中亞鐵離子水解，加入少量硫酸，抑制亞鐵離子水解，
故答案為：抑制Fe²⁺水解；
（2）①由圖可知，加熱生成B時(shí)剩余固體為80%，損失20%，F(xiàn)eC₂O₄.2H₂O中結(jié)晶水的質(zhì)量為

36

180

×100%=20%，故A→B發(fā)生反應(yīng)是FeC₂O₄.2H₂O加熱失去結(jié)晶水，反應(yīng)方程式為：FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g），
由圖可知加熱生成C時(shí)，分解完全，假定草酸亞鐵晶體為180g，其物質(zhì)的量為1mol，則C固體的質(zhì)量為180g×40%=72g，鐵元素質(zhì)量為1mol×56g/mol=56，故應(yīng)含有氧元素為72g-56g=16g，氧原子物質(zhì)的量為1mol，即鐵原子與氧原子物質(zhì)的量之比為1：1，應(yīng)為FeO，
故答案為：FeC₂O₄.2H₂O（s）

△   .

FeC₂O₄（s）+2H₂O（g）；FeO
②氣相色譜還檢出H₂，最終產(chǎn)物中也有微量的磁性物質(zhì)生成，磁性物質(zhì)為四氧化三鐵，可能是FeO與水反應(yīng)生成四氧化三鐵與氫氣，反應(yīng)方程式為：3FeO+H₂O

△   .

Fe₃O₄+H₂，
故答案為：3FeO+H₂O

△   .

Fe₃O₄+H₂；
③FeC₂O₄（s）

△   .

FeO+CO（g）+CO₂（g）
  144g        1mol   1mol   1mol
  1.44g     0.01mol 0.01mol 0.01mol
CO總物質(zhì)的量為0.01mol+0.04mol，
令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為xmol，則：
           FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
開始（mol）：0.01    0.05           0.01
變化（mol）：x        x              x
平衡（mol）：0.01-x   0.05-x        0.01+x 
則

0.01+x

0.05-x

=0.4，解得x=

1

140

，
故FeO的轉(zhuǎn)化率=

1 140 mol

0.01mol

×100%=71.4%，
故答案為：71.4%．

點(diǎn)評(píng)：本題以草酸亞鐵制備為載體，考查鹽類水解、化學(xué)計(jì)算推斷物質(zhì)、化學(xué)平衡計(jì)算，根據(jù)計(jì)算判斷各階段發(fā)生的反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，（5）為易錯(cuò)點(diǎn)，容易忽略草酸亞鐵分解生成的一氧化碳、二氧化碳，難度較大．