27.(2020·昆明)(7分)K3【Fe(C2O4)3】﹒3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体。小李和小赵同学在老师的指导下探究K3【Fe(C2O4)3】﹒3H2O的热分解产物。
【查阅资料】①碱石灰可用于吸收CO2、水蒸气
②含有Fe2+的盐溶液可与K3【Fe(CN)6】发生反应产生蓝色沉淀
③含有Fe3+的盐溶液可与KSCN发生反应生成红色溶液
【提出问题】样品完全分解后,除水蒸气外还生成哪些产物?
【猜想与假设】猜想一:气体产物中含有CO
猜想二:气体产物中含有CO2
【实验探究】
(1)探究气体产物。
小李同学对气体产物进行探究,设计如下实验(夹持装置及部分装置省略):
实验中观察到装置B中澄清石灰水变浑浊,装置D中的固体变为红色。由此判断猜想 正确。
(2)探究固体产物。
小赵同学对固体产物进行如下探究:取K3【Fe(C2O4)3】﹒3H2O热分解后的固体产物(经实验证明无磁性)于试管中,加水充分溶解、过滤,再进行如下实验:
实验 |
现象 |
结论 |
|
取滤液加入硫酸 |
|
固体中含有K2CO3 |
|
取滤渣加入硫酸溶解后,分成两份 |
一份中加入K3【Fe(CN)6】 |
|
固体中含有FeO |
另一份中加入KSCN |
溶液变为红色 |
固体中含有③ |
【实验结论】K3【Fe(C2O4)3】﹒3H2O的热分解产物有 种。
【拓展延伸】晒制蓝图时,用K3【Fe(C2O4)3】﹒3H2O作感光剂,其光解反应有FeC2O4生成。
432gFeC2O4在一定条件下分解可以得到一种具有磁性的黑色固体和两种含有相同元素的气体,则两种气体质量的最简整数比为 。
【答案】【猜想与假设】猜想三:气体产物中含有CO和CO2的混合气体
【实验探究】(1)三 (2)①产生使澄清石灰水变浑浊的气体 ②产生蓝色沉淀 ③Fe2O3
【实验结论】6
【拓展延伸】14:11
【解析】【猜想与假设】K3【Fe(C2O4)3】﹒3H2O热分解的气体产物中除水蒸气,还存在的成分可能为CO、CO2、CO和CO2。
【实验探究】(1)装置B中澄清石灰水变浑浊,证明有CO2生成,装置D中的固体变为红色,CuO被还原,证明有CO生成,猜想三正确。 (2)①碳酸钾和硫酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 ②氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁可与K3【Fe(CN)6】发生反应产生蓝色沉淀。 ③氧化铁可以和硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁可与KSCN发生反应生成红色溶液。
【实验结论】K3【Fe(C2O4)3】﹒3H2O的热分解产物有一氧化碳、二氧化碳、水、碳酸钾、氧化亚铁和氧化铁,共6种。
[拓展延伸]
根据质量守恒定律,反应前后元素种类和质量不变,432gFeC2O4在一定条件下分解可以得到一种具有磁性的黑色固体和两种含有相同元素的气体,则生成的常见的黑色磁性固体为四氧化三铁,两种气体为一氧化碳和二氧化碳。
432gFeC2O4中铁元素的质量为:432g××100%=168g,故生成的四氧化三铁的质量为:=232g,则生成的一氧化碳和二氧化碳的总质量为:432g-232g=200g,432gFeC2O4中碳元素的质量为:432g××100%=72g,一氧化碳和二氧化碳中氧元素的质量为:200g-72g=128g,若72g碳元素全部来自二氧化碳,可知含72g碳元素的二氧化碳的质量为:=264g,氧元素的质量=264g-72g=192g,每个二氧化碳分子比一氧化碳分子少一个氧原子的质量,则说明多出来的氧元素的质量为192g-128g=64g,多出的氧元素的质量=一氧化碳中元素的质量,则一氧化碳的质量为:=112g,二氧化碳的质量为:200g-112=88g,则一氧化碳和二氧化碳质量的最简整数比为:112∶88=14∶11。