内容正文:
2024版·化学②(老教材)
第十三章 化学实验综合
第二节 定性实验的设计与评价
定性实验将元素化合物知识与化学实验知识巧妙地融合在一起,增加了题目的新颖度和难度,能充分考查学生的发散思维能力和分析问题的能力。实验探究过程中往往通过对化学实验进行比较甄别,从而揭示反应原理、解释产生某些现象的原因等。
题型一 反应产物的确定
典例探究引领
[典例] K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:
(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3] eq \o(=====,\s\up17(光照)) 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为__________________________________
__________________________________________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是_____________________________________________
___________________________________________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是___________________________
________________________________________。
④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是__________________________________
___________________________________________________________________。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为____________________________________________。
解析:(1)K3[Fe(CN)6]溶液遇Fe2+生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,反应的化学方程式为3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。
(2)①空气中含有O2,为防止Fe2+被O2氧化,应先通入N2,隔绝空气,且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊,证明分解过程中产生CO2;F中澄清石灰水变浑浊,E中固体变为红色,说明E中发生反应:CuO+CO eq \o(=====,\s\up17(△)) Cu+CO2,所以分解产物中一定含有CO。
(3)②加入锌粉后将Fe3+还原为Fe2+,再用KMnO4溶液滴定,将Fe2+氧化为Fe3+,MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) 转化为Mn2+,
可得关系式:5Fe2+~MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))
已知n(MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) )=(cV×10-3)mol
则n(Fe2+)=(5cV×10-3)mol
则m(Fe2+)=(5cV×10-3×56)g
该晶体中铁的质量分数ω(Fe)= eq \f((5cV×10-3×56)g,m g) ×100%= eq \f(5cV×56,m×1 000) ×100%。
答案:(1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4
(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO2 CO
③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,