Question

草酸亞鐵晶體是一種淺黃色固體，難溶于水，受熱易分解，是生產(chǎn)鋰電池的原材料，某化學興趣小組設計實驗驗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、白色的無水CuSO₄遇水蒸氣會變成藍色
【實驗設計】

（1）從環(huán)保角度考慮，該套實驗裝置的明顯缺陷是______
（2）可選擇以下實驗裝置中的______（選填“甲”或“乙”）作為虛線中的“熱分解裝置”．
【問題討論】
（3）D中濃硫酸的作用是______，實驗過程中觀察到B中白色無水CuSO₄變成藍色，C中澄清石灰水變渾濁，E中______（填實驗現(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）該興趣小組進行上述實驗時，先點燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時間后再點燃E處的酒精燈，原因是______
（5）若通過F裝置中澄清石灰水變渾濁來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______（填物質的名稱或化學式）溶液的洗氣瓶．
【數(shù)據(jù)分析】
（6）稱取3.60g草酸亞鐵晶體用熱重法對其進行熱分解，得到剩余固體的質量隨溫度變化的曲線如圖所示，請分析該圖回答下列問題：

①過程Ⅰ發(fā)生反應的化學方程式為______ FeC₂O₄+2H₂O↑

Answer 1

【答案】分析：（1）一氧化碳有毒，擴散到空氣中會污染環(huán)境；
（2）加熱固體物質時，試管口應該略向下傾斜；
（3）濃硫酸具有吸水性，氧化銅能和還原劑發(fā)生反應；
（4）可燃性氣體或粉塵與氧氣混合達到一定程度時，遇明火會發(fā)生爆炸；
（5）氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳；
（6）根據(jù)圖中提供的信息，通過計算可以判斷反應的化學方程式和物質的化學式．
解答：解：（1）從環(huán)保角度考慮，該套實驗裝置的明顯缺陷是沒有處理尾氣．
故填：沒有處理尾氣．

（2）“熱分解裝置”應該選擇乙裝置．
故填：乙．
（3）D中濃硫酸的作用是干燥氣體，實驗過程中觀察到B中白色無水CuSO₄變成藍色，C中澄清石灰水變渾濁，E中黑色粉末變紅色，則可證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H₂O，CO，CO₂．
故填：干燥氣體；黑色粉末變紅色．
（4）進行上述實驗時，先點燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時間后再點燃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到爆炸極限時，加熱時發(fā)生爆炸．
故填：把裝置中的空氣排盡，避免一氧化碳和空氣混合達到爆炸極限時，加熱時發(fā)生爆炸．
（5）若通過F裝置中澄清石灰水變渾濁來證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產(chǎn)物中有CO，應該把分解生成的二氧化碳除盡，只要在C和D裝置之間增加盛有濃氫氧化鈉溶液的洗氣瓶即可．
故填：濃氫氧化鈉溶液．
（6）①通過剩余固體的質量可知，過程Ⅰ發(fā)生的反應是：草酸亞鐵晶體受熱失去結晶水，反應的化學方程式為：FeC₂O₄?2H₂OFeC₂O₄+2H₂O↑．
故填：FeC₂O₄?2H₂OFeC₂O₄+2H₂O↑．
②草酸亞鐵晶體中的鐵元素質量為：3.6g××100%=1.12g，草酸亞鐵晶體中的鐵元素完全轉化到氧化物中，
氧化物中氧元素的質量為：1.60g-1.12g=0.48g，
鐵元素和氧元素的質量比為：1.12g：0.48g=7：3，
設鐵的氧化物的化學式為Fe_xO_y，
則有：56x：16y=7：3，
x：y=2：3，
鐵的氧化物的化學式為Fe₂O₃．
故填：Fe₂O₃．
點評：化學實驗現(xiàn)象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結論的依據(jù)，掌握物質的性質和相互之間的反應關系，并有助于提高觀察、實驗能力．所以，對化學實驗不僅要認真觀察，還應掌握觀察實驗現(xiàn)象的方法．