解题思路:(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到CO2生成.说明草酸亚铁被氧化为铁离子、二氧化碳气体,草酸亚铁具有还原性,依据电子守恒计算得到消耗的高锰酸钾物质的量;
(2)草酸亚铁晶体可完全分解,生成几种氧化物,残留物为黑色固体可能为氧化亚铁或四氧化三铁,分析判断;
(3)氧化亚铁溶解于盐酸生成氯化亚铁溶液,加入KSCN溶液,若溶液不变红证明假设一正确;
定量实验:根据图中提供的信息,通过计算可以判断反应的化学方程式和物质的化学式;
如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4g.某同学由此得出结论:假设一不成立不合理,氧化亚铁可以被空气氧化.
(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到CO2生成.说明草酸亚铁被氧化为铁离子、二氧化碳气体,草酸亚铁具有还原性,依据电子守恒计算得到消耗的高锰酸钾物质的量,依据氧化还原反应电子守恒原子守恒配平书写离子方程式为:
5Fe2++5C2O42-+3MnO4-+24H+=5Fe3++3Mn2++5CO2↑+12H2O,消耗1mol FeC2O4•2H2O,则参加反应的KMnO4为0.6mol;
故答案为:还原性;0.6;
(2)假设一:全部是氧化亚铁;假设二:全部是四氧化三铁;假设三:氧化亚铁和四氧化三铁的混合物;
故答案为:全部是四氧化三铁;氧化亚铁和四氧化三铁的混合物;
(3)[定性研究]实验步聚:取少量黑色固体,加入适量的稀盐酸(或稀硫酸)溶解,在溶液中加入KSCN溶液.现象与结论:若溶液不变红,则假设一成立,若溶液变红,则假设一不成立;
故答案为:取少量黑色固体,加入适量的稀盐酸(或稀硫酸)溶解,在溶液中加入KSCN溶液,若溶液不变红,则假设一成立,若溶液变红,则假设一不成立;
[定量研究]通过剩余固体的质量可知,过程Ⅰ发生的反应是:草酸亚铁晶体受热失去结晶水,设失去结晶水x,图象分析可知固体质量变化1.0-0.8=0.2g,依据则反应的化学方程式计算为:
FeC2O4•2H2O
△
.
FeC2O4+(2-x)H2O+xH2O△m
180 18x
1.0 0.2
x=2
加热到300°C,晶体全部失去结晶水生成草酸亚铁和水,
继续加热到400°C,固体质量减少0.8g-0.4g=0.4g;此时草酸亚铁分解减少的是气体质量,反应过程中一定存在反应生成氧化亚铁和二氧化碳,铁元素化合价不变时,依据元素化合价变化和电子守恒可知碳元素化合价从+3价变化为+4价,一定有化合价降低生成+2价的一氧化碳,反应的化学方程式FeC2O4
△
.
FeO+CO+CO2,分析图象可知;
FeC2O4
△
.
FeO+CO+CO2 △m
144 72
0.8 0.4
计算结果符合图象固体质量变化,所以反应的化学方程式为:FeC2O4.2H2O
△
.
FeO+CO+CO2+2H2O;
故答案为:FeC2O4.2H2O
△
.
FeO+CO+CO2+2H2O;
如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,依据铁元素守恒计算得到若生成氧化亚铁,质量为0.4g,但实验过程中最终残留黑色固体的质量大于0.4g,可能是实验未在密闭容器中进行,氧化亚铁被空气氧化为氧化铁,某同学由此得出结论:假设一不成立不合理;
故答案为:不同意,实验未在密闭容器中进行,FeO会被空气进一步氧化,生成铁的其它氧化物.
点评:
本题考点: 性质实验方案的设计.
考点点评: 本题考查了铁及其化合物性质的实验验证和实验分析判断,定量计算,图象分析是解题关键,题目难度较大.