Question

資料：（1）草酸亞鐵晶體(FeC₂O₄·2H₂O)呈淡黃色；（2）KMnO₄在酸性條件的還原產物為Mn²⁺。某課題組為探究草酸亞鐵晶體的化學性質，進行了一系列實驗探究。
（1）向盛有草酸亞鐵晶體的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發現溶液顏色逐漸變為棕黃色，并檢測到CO₂生成。這說明草酸亞鐵晶體具有         （填“氧化性”、“還原性”或“堿性”）。若反應中消耗1 mol FeC₂O₄·2H₂O，則參加反應的KMnO₄為       ______mol。
（2）資料表明：在密閉容器中加熱到一定溫度時，草酸亞鐵晶體可完全分解，生成幾種氧化物，殘留物為黑色固體。課題組根據課本上所介紹的鐵的氧化物的性質，對黑色固體的組成提出如下假設，請你完成假設二和假設三：
假設一：全部是FeO；假設二：              ；假設三：              
（3）為驗證上述假設一是否成立，課題組進行如下研究。
【定性研究】請你完成下表中內容。

實驗步驟（不要求具體的操作過程）	預期實驗現象和結論
取少量黑色固體，

 
【定量研究】課題組在文獻中查閱到，FeC₂O₄·2H₂O受熱分解時，固體質量隨溫度變化的曲線如下圖所示，寫出加熱到400℃時，FeC₂O₄·2H₂O晶體受熱分解的化學方程式為：   　　 　　　　 。

根據圖象，如有1．0 g草酸亞鐵晶體在坩堝中敞口充分加熱，最終殘留黑色固體的質量大于0．4 g。某同學由此得出結論：假設一不成立。你是否同意該同學的結論       （填“同意”或“不同意”），并簡述理由  　　　　　　　　 。

Answer 1

（共15分）
（1）還原性（1分），0.6（2分）
（2）假設二：全部是四氧化三鐵（2分）；假設三：氧化亞鐵和四氧化三鐵的混合物（2分）
（3）[定性研究]　實驗步聚：取少量黑色固體，加入適量的稀鹽酸（或稀硫酸）溶解（1分），在溶液中加入KSCN溶液（1分）。現象與結論：若溶液不變紅，則假設一成立（1分），若溶液變紅，則假設一不成立（1分）。
[定量研究]FeC₂O₄.2H₂OFeO＋CO＋CO₂＋2H₂O（2分，或FeC₂O₄FeO＋CO＋CO₂）
不同意（1分），實驗未在密閉容器中進行，FeO會被空氣進一步氧化，生成鐵的其它氧化物（1分）。

解析試題分析：
(1)結合題中信息可以得出草酸亞鐵晶體具有還原性；利用電子守恒1 mol FeC₂O₄·2H₂O中+2價Fe和+3價C分別被氧化為+3價和+4價，所以1 mol FeC₂O₄·2H₂O共失去3mole^-，KMnO₄在酸性條件的還原產物為Mn²⁺，1mol KMnO₄得到5mol e^-，則參加反應的KMnO₄為0.6mol。
(2)黑色的鐵的氧化物有氧化亞鐵和四氧化三鐵兩種； 根據Fe²⁺不能使KSCN溶液變紅， Fe³⁺能使KSCN溶液變紅，得出定性研究實驗步聚、現象與結論。
(3)定量研究中，m(FeC₂O₄·2H₂O)="1g," 則n(FeC₂O₄·2H₂O)=1/180mol，FeC₂O₄·2H₂O中H₂O的質量分數為1/5,結合圖像加熱到200℃時間內，是失去水的過程；200℃-400℃時，若C全部轉化為CO₂，則△m=；若C全部轉化為CO，△m=，實際△m=0.4g，設n(CO₂)=xmol，n(CO)="2/180" – xmol。解得x=1/180,所以產物為n(CO₂)/ n(CO)=1/1的混合氣體可得：FeC₂O₄.2H₂OFeO＋CO＋CO₂＋2H₂O或FeC₂O₄FeO＋CO＋CO₂；實驗未在密閉容器中進行，FeO會被空氣進一步氧化，生成鐵的其它氧化物，而使殘留物質量變化。
考點：本題以探究實驗為基礎，考查了元素及化合物性質、探究基本方法，氧化還原反應計算，結合圖像的化學計算。