Question

草酸亚铁晶体的化学式为FeC₂O₄·2H₂O，它是一种淡黄色结晶粉末，有轻微刺激性，加热时可发生如下分解反应：FeC₂O₄·2H₂OFeO +CO₂↑+CO↑+H₂O

（1）请你用下图中提供的仪器（可以重复选用，但每种仪器至少选用一次），选择必要的试剂[供选择的试剂：NaOH溶液、澄清石灰水、饱和碳酸钠溶液、CuO、无水硫酸铜、酸性高锰酸钾溶液]，设计一个实验，检验FeC₂O₄·2H₂O加热时分解产生的气态产物（包括水蒸气）（部分加热装置和夹持仪器在图中略去）。在答题卡上填写下表（可以不用填满，也可以补充）。

仪器符号	仪器中所加物质	作用
A	草酸亚铁晶体	加热草酸亚铁晶体得到气体产物
D	NaOH溶液

（2）按照题目提供的装置和要求设计的实验明显存在的一个不足是          。

（3）反应结束后，在A装置试管中有黑色固体粉末（混合物）产生，倒出时存在燃烧现象，产生上述现象的可能原因是                          。

Answer

（1）

仪器符号

仪器中所加物质

作用

A

草酸亚铁晶体

加热草酸亚铁晶体得到气体产物

C

无水硫酸铜

检验H2O

D

澄清石灰水

检验CO2

除去未反应的CO2

D

澄清石灰水（无此步不扣分）

检验CO2是否已除尽

B

CuO

CO与CuO反应生成CO2

D

澄清石灰水

检验CO与CuO反应生成的CO2

（以上仪器和物质1分，作用1分。若在某一步出现错误，则以后各步均无分。共11分）

（2）未对尾气进行处理，可造成环境污染。（2分）

（3）FeC2O4·2H2O分解产生的CO将部分FeO还原为粉末状的单质铁，铁粉被空气中的氧气氧化而燃烧。（3分）

【解析】

试题分析：草酸亚铁晶体的化学式为FeC2O4·2H2O，加热会发生分解反应： FeC2O4·2H2OFeO +CO2↑+CO↑+H2O，要用下图中提供的仪器和药品检验加热时分解产生的气态产物（包括水蒸气），使用装置A使物质发生分解反应产生各种生成物，然后使用装置来检验水，装的药品是无水硫酸铜，发生反应：CuSO4+5H2O= CuSO4·5H2O，观察到的现象是固体由白色变为蓝色；再用装置D装有澄清石灰水，来检验CO2的存在，发生反应：CO2＋Ca(OH) 2= CaCO3↓＋H2O，看到澄清石灰水变浑浊，然后再用装有NaOH溶液的装置D除去CO2，再用装置D装有澄清石灰水，来检验CO2是否已经除干净；再在装置B中加入CuO，通入足量气体后，再加热发生反应：CuO+COCu+ CO2，把产生的气体通入到装置D装有澄清石灰水，来检验是否产生CO2，若观察到固体由黑色变为红色，石灰水变浑浊，就证明含有CO。（2）CO是有毒气体，是大气污染物，在加热CuO与CO混合气体前要先通入气体，反应完全后要在CO环境中冷却Cu，所以会导致CO进入空气，因此按照题目提供的装置和要求设计的实验明显存在的一个不足是未对尾气进行处理，可造成环境污染。（3）反应结束后，在A装置试管中有黑色固体粉末（混合物）产生，倒出时存在燃烧现象，产生上述现象的可能原因是分解反应产生的CO将部分FeO还原为粉末状的单质铁，铁粉被空气中的氧气氧化而发生燃烧。

【考点定位】考查仪器和试剂的使用的实验方案的设计及评价的知识。

【名师点睛】FeC2O4·2H2O受热分解FeC2O4·2H2OFeO +CO2↑+CO↑+H2O，产生的气体物质有CO2、CO、H2O，为了达到检验的目的，首先要确定检验试剂，CO2用澄清石灰水检验；CO用灼热的CuO检验，H2O用无水硫酸铜检验，然后是确定检验顺序。为了防止检验CO2、CO使用溶液带来水对水蒸气检验的干扰，要先检验H2O，无水硫酸铜是固体，可以放在干燥管或硬质玻璃管中；然后检验CO2，为了防止未反应的CO2影响CO的检验，在用澄清石灰水检验CO2后，要用NaOH溶液吸收CO2气体，并再用澄清石灰水检验CO2不存在，最后才可以检验CO，一定要注意先检验的成分不再对后边要检验的成分产生干扰，才可以检验另外的物质。本题较好的体现了学生的化学基础知识、基本技能和灵活应用知识解决实际问题的能力。