.草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)受热分解的化学方程式为: 。通过如下装置验证该反应得到的气体产物,其说法错误的是( ) A. ①中固体无水硫酸铜变蓝,可验证原气体产物中有水蒸气 B. ②中固体
.草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)受热分解的化学方程式为: 。通过如下装置验证该反应得到的气体产物,其说法错误的是( ) A. ①中固体无水硫酸铜变蓝,可验证原气体产物中有水蒸气 B. ②中固体由黑色变红色,可验证原气体产物中有一氧化碳 C. ③中石灰水变浑浊,可验证原气体产物中由二氧化碳 D. ③中尾气可点燃,可验证原气体产物中有一氧化碳
我们先逐步推理。
已知草酸亚铁晶体的热分解反应化学方程式为:
FeC2O4⋅2H2OΔ
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O↑
(注:实际分解温度不同阶段产物可能不同,常见教材中最终生成铁的氧化物而不是 FeO,但中学题中常写作生成 Fe、FeO 或 Fe₃O₄,并生成 CO 和 CO₂。不过本题重点是气体验证装置逻辑。)
装置顺序一般是: ① 无水硫酸铜 → 检验水 ② 氧化铜(黑色)加热 → 若气体中有 CO,CO + CuO → Cu(红色)+ CO₂ ③ 澄清石灰水 → 检验 CO₂(可能来自原气体的 CO₂,也可能来自②中 CO 还原 CuO 产生的 CO₂) 最后尾气可能有点燃处理。
选项分析:
A:①中固体无水硫酸铜变蓝,说明分解产物有水蒸气,正确。
B:②中固体由黑变红,说明气体通过②时发生了还原氧化铜的反应,能还原氧化铜的可能是 CO 或 H₂。原气体产物有 CO,这里可能来自 CO 还原氧化铜,但是要注意:① 先除水了吗?如果①只验证水,气体仍含有水蒸气,水蒸气到②一般不会还原 CuO,所以黑色变红可判断有还原性气体(CO),但必须确认原气体中没有 H₂(草酸亚铁热分解一般没有 H₂,除非有副反应),中学题默认只有 CO 还原 CuO。所以选项说“可验证原气体产物中有一氧化碳”在中学题通常认为正确。但小心,如果气体先经过石灰水除 CO₂,可能会干扰验证顺序,这里描述装置顺序①→②→③,是还原 CuO 在前,检验 CO₂ 在后,那么②变化红色时,通过③石灰水变浑能说明生成了 CO₂,从而推断原气体有 CO。所以 B 单看“②中固体由黑变红,可验证原气体产物中有一氧化碳”对吗?——固体变红只能说明有还原性气体,不一定就是 CO,但题目给的反应气体已知产物只有 CO 是还原性气体(H₂O 不是还原性气体,CO₂ 不是),所以可推出 CO。但是,若气体混合物里先有 CO₂,CO₂ 不干扰 CuO 实验。所以 B 逻辑上可接受,但严谨性有瑕疵,不过在中学题算对。
C:③中石灰水变浑浊,可能来自原气体的 CO₂ 或②中生成的 CO₂。若原气体中有 CO₂,先经过②(CO₂ 与 CuO 不反应),再到③会浑浊,可验证原气体中有 CO₂。但如果原气体只有 CO 没有 CO₂,则 CO 在②与 CuO 反应生成 CO₂,③中石灰水也会浑浊,此时就不能说明原气体有 CO₂ 了。因此仅凭③浑浊,不能确定一定是原气体中的 CO₂,也可能是 CO 还原 CuO 生成的 CO₂。因此C 说法错误,因为它说“可验证原气体产物中有二氧化碳”——没有排除干扰(CO 在②转化来的 CO₂ 也会让③浑浊)。