Question

草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·2H₂O)是一种黄色难溶于水的固体，受热易分解，是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。为探究纯净草酸亚铁晶体热分解的产物，设计装置图如图：

(1)仪器a的名称是___。

(2)从绿色化学考虑，该套装置存在的明显缺陷是___。

(3)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入硫酸酸化的KMnO₄溶液，振荡，溶液变为棕黄色，同时有气体生成。已知反应中MnO转化为无色的Mn²⁺，则该过程中被氧化的元素是___。若反应中消耗lmolFeC₂O₄·2H₂O，则参加反应的n(KMnO₄)=___。

(4)草酸亚铁晶体在空气易被氧化，检验草酸亚铁晶体是否氧化变质的实验试剂是___。

(5)称取5.40g草酸亚铁晶体用热重法对其进行热分解，得到剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示：

①图中M点对应物质的化学式为___。

②已知400℃时，剩余固体是铁的一种氧化物，试通过计算写出该化合物与稀盐酸反应的离子方程式：___。

Answer

球形干燥管(干燥管) 缺少处理CO尾气装置 Fe和C mol 取少量草酸亚铁晶体于试管中，加入稀硫酸溶解后并滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则草酸亚铁晶体已氧化变质；若不变红色，则草酸亚铁晶体未氧化变质 FeC2O4 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O

【解析】

装置A为草酸亚铁晶体分解，利用无水硫酸铜检验水蒸气，B装置检验二氧化碳，C装置吸收二氧化碳，D装置干燥气体，E装置检验CO，F装置检验二氧化碳，据此解答。

(1)仪器a的名称是球形干燥管(干燥管)，故答案为：球形干燥管(干燥管)；

(2)反应会产生CO，缺少处理CO尾气装置，故答案为：缺少处理CO尾气装置；

(3) 高锰酸钾溶液的紫红色褪去，溶液变为棕黄色，同时有气体生成，很显然是FeC2O4被高锰酸钾氧化为Fe3+使溶液变为棕黄色，同时生成二氧化碳气体，则该过程中被氧化的元素是Fe和C；分析有关元素化合价的变化可知，反应过程中1 mol FeC2O4·2H2O可失去3 mol电子，而l mol KMnO4可得到5 mol电子：根据得失电子数相等的原则，反应中FeC2O4·2H2O与KMnO4的物质的量之比为5：3。因此，若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，则参加反应的KMnO4为mol；

(4)检验铁离子的试剂为KSCN，具体有：取少量草酸亚铁晶体于试管中，加入稀硫酸溶解后并滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则草酸亚铁晶体已氧化变质；若不变红色，则草酸亚铁晶体未氧化变质；

(5)①草酸亚铁晶体的物质的量为：＝0.03mol，通过剩余固体的质量为4.32g，则M的摩尔质量为＝144g/mol，FeC2O4的相对分子质量为144，所以开始发生的反应是：草酸亚铁晶体受热失去结晶水，剩下的M为FeC2O4，故答案为：FeC2O4；

②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为：＝1.68g，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为：，设铁的氧化物的化学式为FexOy，则有：，解得x：y＝3：4，铁的氧化物的化学式为Fe3O4，因此Fe3O4与稀盐酸反应的离子方程式为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。