Question

【題目】草酸亞鐵晶體（FeC2O4-2H2O，M=180g.mol-1）為淡黃色固體，難溶于水，可用作電池正極材料磷酸鐵鋰的原料。回答下列問題：

實驗1探究純草酸亞鐵晶體熱分解產物

（1）氣體產物成分的探究，設計如下裝置（可重復選用）進行實驗：

①裝置B的名稱為 ____。

②按照氣流從左到右的方向，上述裝置的連接順序為a→___ →點燃（填儀器接口的字母編號）。

③為了排盡裝置中的空氣，防止加熱時發生爆炸，實驗前應進行的操作是____。

④C處固體由黑變紅，其后的澄清石灰水變渾濁，則證明氣體產物中含有____。

（2）固體產物成分的探究，待固體熱分解充分后，A處殘留黑色固體。黑色固體可能是Fe或FeO，設計實驗證明其成分為FeO的操作及現象為____。

（3）依據（1）和（2）結論，A處發生反應的化學方程式為____。

實驗2草酸亞鐵晶體樣品純度的測定

工業制得的草酸亞鐵晶體中常含有FeSO4雜質，測定其純度的流程如下圖：

（4）草酸亞鐵晶體溶解酸化用KMnO4溶液滴定至終點的離子方程式為____。

（5）草酸亞鐵晶體樣品的純度為 ____（用代數式表示），若配制溶液時Fe2+被氧化，則測定結果將____（填“偏高”“偏低”或“不變”）。

Answer 1

【答案】洗氣瓶 f g → b c → hi →d e→b c 先通入一段時間的氮氣 CO 取少量固體溶于硫酸，無氣體生成 偏低

【解析】

（1）①根據圖示分析裝置B的名稱；

②先用無水硫酸銅檢驗水，再用澄清石灰水檢驗二氧化碳，用堿石灰除去二氧化碳并干燥氣體，再用熱的氧化銅、澄清石灰水檢驗CO，最后用點燃的方法處理尾氣；

③用氮氣排出裝置中的空氣；

④CO具有還原性，其氧化產物是二氧化碳；

（2）鐵與硫酸反應生成氫氣，氧化亞鐵和硫酸反應不生成氫氣；

（3）依據（1）和（2），草酸亞鐵晶體加熱分解為氧化亞鐵、CO、CO2、水；

（4）草酸亞鐵被酸性高錳酸鉀溶液氧化為Fe3+、CO2；

（5）亞鐵離子消耗高錳酸鉀溶液V2mL，則草酸根離子消耗高錳酸鉀溶液V1mL-V2mL，由于樣品含有FeSO4雜質，所以根據草酸根離子的物質的量計算草酸亞鐵晶體樣品的純度。

（1）①根據圖示，裝置B的名稱是洗氣瓶；

②先用無水硫酸銅檢驗水，再用澄清石灰水檢驗二氧化碳，用堿石灰除去二氧化碳并干燥氣體，再用熱的氧化銅檢驗CO，再用澄清石灰水檢驗二氧化碳的生成，最后用點燃的方法處理尾氣，儀器的連接順序是a→fg→bc →hi→de→bc；

③為了排盡裝置中的空氣，防止加熱時發生爆炸，實驗前應進行的操作是先通入一段時間的氮氣；

④CO具有還原性，C處固體由黑變紅，說明氧化銅被還原為銅，其后的澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成，則證明氣體產物中含有CO；

（2）鐵與硫酸反應生成氫氣，氧化亞鐵和硫酸反應不生成氫氣，取少量固體溶于硫酸，沒有氣體放出，則證明是FeO；

（3）依據（1）和（2），草酸亞鐵晶體加熱分解為氧化亞鐵、CO、CO2、水，反應方程式是 ；

（4）草酸亞鐵被酸性高錳酸鉀溶液氧化為Fe3+、CO2，反應的離子方程式是；

（5）25mL樣品溶液中亞鐵離子消耗高錳酸鉀的物質的量是，草酸根離子消耗高錳酸鉀的物質的量為，根據方程式，草酸亞鐵晶體樣品的純度為 ；若配制溶液時Fe2+被氧化，則V1減小，V2不變，測定結果將偏低。