Question

某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的实验探究。经小组讨论，他们设计了如下装置进行实验。烧瓶B中盛有饱和NH₄Cl和饱和NaNO₂混合液(常用于实验室制N₂)，干燥管C₁、C₄中装有碱石灰，试管E₁、E₃、E₄中装有澄清石灰水。

（1）充分反应后，将D₁中的固体残余物投入足量经煮沸的稀硫酸中，固体完全溶解且无气体放出，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明固体产物为                 。

（2）该实验装置中有3个酒精灯，至少应该点           次酒精灯，最先点燃的酒精灯是          ，最后点燃的是        。

（3）该实验装置中有4个直立的试管，它们与盛放试剂体现不同的作用，其中E₂的作用是：                 。

（4）该实验装置中有4个干燥管，C₃中盛装的试剂是                   。

（5）取7.2 g样品充分反应后，测得D₁中的固体残余物为2.88 g，D₂中固体质量减轻0.64 g，则草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的方程式为                                 。

Answer

（1）FeO （2）4、A1、A1 （3）除尽气体中的CO2 （4）P2O5或CaCl2

（5）FeC2O4·2H2OFeO＋CO↑＋CO2↑＋2H2O

【解析】

试题分析：（1）根据D1中的固体残余物投入足量经煮沸的稀硫酸中，固体完全溶解且无气体放出，取反应液加入KSCN溶液无血红色，说明固体残余物没有+3价铁，没有C2O42-，因此应该是FeO。（2）至少应该点4次酒精灯，其中最先点燃的酒精灯是A1，利用生成的氮气除去装置中的氧气，然后关闭止水夹，熄灭酒精灯，最后点燃的也是A1，利用生成的氮气将装置吹冷，防止氧气氧化氧化铜。 （3）E1检验反应生成CO2 ，E2除尽气体中的CO2 ，E3检验CO2是否除尽，E4证明一氧化碳生成，现象：装置E3中澄清石灰水不变浑浊，一氧化碳还原氧化铜反应生成二氧化碳通过E4澄清石灰水变浑浊；（4）CO2是酸性气体，选择固体酸性干燥剂或中性干燥剂P2O5或CaCl2；（5）取7.2 g样品充分反应后，D1中的固体残余物为2.88 g的FeO,为0.04mol，D2中固体质量减轻0.64 g，是氧化铜中O的质量，有n（O）=n（CO）=0.04mol，根据草酸亚铁晶体(FeC2O4·nH2O)的化学式知n（Fe）：n（C）=1：2，则生成二氧化碳0.04mol，草酸亚铁晶体中水的质量是7.2-0.04×（28+44）-2.88=1.44g，为0.08mol，所以生成的FeO、CO、二氧化碳、水的物质的量之比是1：1：1：2，反应方程式FeC2O4·2H2OFeO＋CO↑＋CO2↑＋2H2O

【考点定位】性质实验方案的设计

【名师点睛】本题考查物质性质的分析判断，实验基本操作应用，在化学实验的考查方式中，综合性实验题目能面考查学生的基本化学知识、基本实验技能、化学学科素养，一直每年高考化学的热点问题。掌握方法和基础是关键，题目难度较大。基本思路：①分析其物质结构特点或找出所属类型的典型代表物；②推测物质可能具有的一系列性质；③由此设计出合理的实验方案，去探究它所具有的性质。