Question

草酸亚铁晶体（FeC₂O₄-2H₂O，M=180g.mol-¹）为淡黄色固体，难溶于水，可用作电池正极材料磷酸铁锂的原料。回答下列问题：

实验1探究纯草酸亚铁晶体热分解产物

（1）气体产物成分的探究，设计如下装置（可重复选用）进行实验：

①装置B的名称为 ____。

②按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为a→___ →点燃（填仪器接口的字母编号）。

③为了排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是____。

④C处固体由黑变红，其后的澄清石灰水变浑浊，则证明气体产物中含有____。

（2）固体产物成分的探究，待固体热分解充分后，A处残留黑色固体。黑色固体可能是Fe或FeO，设计实验证明其成分为FeO的操作及现象为____。

（3）依据（1）和（2）结论，A处发生反应的化学方程式为____。

实验2草酸亚铁晶体样品纯度的测定

工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO₄杂质，测定其纯度的流程如下图：

（4）草酸亚铁晶体溶解酸化用KMnO₄溶液滴定至终点的离子方程式为____。

（5）草酸亚铁晶体样品的纯度为 ____（用代数式表示），若配制溶液时Fe²⁺被氧化，则测定结果将____（填“偏高”“偏低”或“不变”）。

Answer

洗气瓶 f g → b c → hi →d e→b c 先通入一段时间的氮气 CO 取少量固体溶于硫酸，无气体生成 偏低

【解析】

（1）①根据图示分析装置B的名称；

②先用无水硫酸铜检验水，再用澄清石灰水检验二氧化碳，用碱石灰除去二氧化碳并干燥气体，再用热的氧化铜、澄清石灰水检验CO，最后用点燃的方法处理尾气；

③用氮气排出装置中的空气；

④CO具有还原性，其氧化产物是二氧化碳；

（2）铁与硫酸反应生成氢气，氧化亚铁和硫酸反应不生成氢气；

（3）依据（1）和（2），草酸亚铁晶体加热分解为氧化亚铁、CO、CO2、水；

（4）草酸亚铁被酸性高锰酸钾溶液氧化为Fe3+、CO2；

（5）亚铁离子消耗高锰酸钾溶液V2mL，则草酸根离子消耗高锰酸钾溶液V1mL-V2mL，由于样品含有FeSO4杂质，所以根据草酸根离子的物质的量计算草酸亚铁晶体样品的纯度。

（1）①根据图示，装置B的名称是洗气瓶；

②先用无水硫酸铜检验水，再用澄清石灰水检验二氧化碳，用碱石灰除去二氧化碳并干燥气体，再用热的氧化铜检验CO，再用澄清石灰水检验二氧化碳的生成，最后用点燃的方法处理尾气，仪器的连接顺序是a→fg→bc →hi→de→bc；

③为了排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是先通入一段时间的氮气；

④CO具有还原性，C处固体由黑变红，说明氧化铜被还原为铜，其后的澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，则证明气体产物中含有CO；

（2）铁与硫酸反应生成氢气，氧化亚铁和硫酸反应不生成氢气，取少量固体溶于硫酸，没有气体放出，则证明是FeO；

（3）依据（1）和（2），草酸亚铁晶体加热分解为氧化亚铁、CO、CO2、水，反应方程式是 ；

（4）草酸亚铁被酸性高锰酸钾溶液氧化为Fe3+、CO2，反应的离子方程式是；

（5）25mL样品溶液中亚铁离子消耗高锰酸钾的物质的量是，草酸根离子消耗高锰酸钾的物质的量为，根据方程式，草酸亚铁晶体样品的纯度为 ；若配制溶液时Fe2+被氧化，则V1减小，V2不变，测定结果将偏低。