《高三一轮化学三维设计》跟踪检测（六十）大题考法（1）——定性实验的设计与评价

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跟踪检测（六十）大题考法（1）——定性实验的设计与评价
1．实验室以绿矾(FeSO4·7H2O)制备补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe] 有关物质性
质如下：
甘氨酸
(NH2CH2COOH) 柠檬酸 甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性
化合物
易溶于水和乙醇，有强酸性和
还原性 易溶于水，难溶于乙醇
实验过程：
Ⅰ.配制含 0.10 mol FeSO4的绿矾溶液。
Ⅱ.制备 FeCO3：向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入 200 mL 1.1 mol·L－1 NH4HCO3溶
液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。
Ⅲ.制备(NH2CH2COO)2Fe：实验装置如下图(夹持和加热仪器略去)，将实验Ⅱ得到的
沉淀和含 0.20 mol 甘氨酸的水溶液混合后加入 C中，然后利用 A中的反应将 C中空气排净
接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题：
(1)实验Ⅰ中：实验室配制绿矾溶液时，为防止 FeSO4被氧化变质，应加入的试剂为__
______(写化学式)。再滴加少量稀硫酸的作用是________________________________。
(2)实验Ⅱ中：生成沉淀的离子方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验Ⅲ中：① C中盛柠檬酸溶液的仪器名称为_____________________________
________________________________________________________________________。
②装置 A中所盛放的试剂是________。(填字母)
A．Na2CO3和稀 H2SO4　　　 　B．CaCO3和稀 H2SO4
C．CaCO3和稀盐酸
③确认 C中空气排尽的实验现象是_______________________________________。
④加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的 pH 促进 FeCO3溶解，另一个作用是_________
_______。
⑤洗涤实验Ⅲ中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是________。(填字母)
A．热水　　　　　B．乙醇溶液　　　　　C．柠檬酸溶液
⑥若产品的质量为 17.34 g，则产率为________%。
解析：(1)Fe2＋具有还原性，能被空气中氧气氧化，因此需要加入 Fe 粉，防止 Fe2＋被
氧化；Fe2＋能发生水解，加入稀硫酸的目的是抑制 Fe2＋的水解；(2) 实验Ⅱ制备的是
FeCO3，所用试剂为 FeSO4和NH4HCO3，利用 HCO 的电离 HCOCO＋H＋，Fe2＋结合
CO，促使平衡向正反应方向进行，H＋浓度增大，H＋与HCO 反应生成 CO2，因此离子方
程式为 Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；(3)①根据仪器的特点，盛放柠檬酸溶液
的仪器是滴液漏斗；②装置 A制备 CO2，装置 A为启普发生器的简易装置，因此盛放的试
剂是 CaCO3和盐酸，故 C正确；③空气排尽，CO2充满装置，即装置 D中澄清石灰水变浑
浊；④根据信息，柠檬酸具有还原性和强酸性，能够促进 FeCO3的溶解，防止 Fe2＋被氧化；
⑤甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此用乙醇溶液洗涤，故选项 B正确；⑥根据原子
守恒，FeCO3和甘氨酸恰好完全反应，因此甘氨酸亚铁的物质的量为 0.1 mol，质量为 20.4
g，产率为×100%＝85%。
答案： (1)Fe　防止 Fe2＋水解
(2)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
(3)① 滴液漏斗　② C　③ D中澄清石灰水变浑浊
④防止二价铁被氧化　⑤ B　⑥ 85
2．水合草酸亚铁(FeC2O4·xH2O)是生产锂电池的原料，难溶于水，受热易分解。某化
学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。回答下列问题：
(1)实验室用硫酸亚铁溶液和草酸制备水合草酸亚铁，反应的化学方程式是__________
______________________________________________________________。
(2)将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。分别取 2 mL 此溶液于 3支试管中，进行实验：
①第一支试管中加入几滴 KSCN 溶液，溶液不变红；
②第二支试管中加入几滴 K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入几滴酸性 KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。
上述实验能证明水合草酸亚铁中存在 Fe2＋的是________(填编号)。
(3)为测定水合草酸亚铁中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端
开关 K1和K2)(设为装置 A)称重，记为 m1 g。将样品装入石英玻璃
管中，再次将装置 A称重，记为 m2 g。按如图连接好装置进行实验。
实验步骤如下：
A．打开K1和K2，缓缓通入N2
B．加热装置 A一段时间
C．停止加热，冷却到室温
D．关闭K1和K2，称量 A
E．重复上述步骤，直至 A恒重，记为 m3 g
①步骤 B至步骤 C继续通入N2的目的是___________________________________。
②根据实验数据记录，计算水合草酸亚铁化学式中结晶水数目 x＝________(列式表示)。
(4)为探究草酸亚铁的分解产物，将(3)中已恒重的装置 A接入下列图所示部分的装置
(可重复选用)进行实验。打开K1和K2，缓缓通入N2，充分加热。实验后石英玻璃管中固体
仅残留一种有磁性的黑色化合物。
①写出草酸亚铁受热分解的化学方程式：____________________________________。
②实验装置中，依次连接的合理顺序为A____________________________________。
解 析 ： (1) 硫 酸 亚 铁 溶 液 和 草 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 是 FeSO4＋H2C2O4＋
xH2O===FeC2O4·xH2O↓＋H2SO4；(2)①向试管中加入几滴 KSCN 溶液，溶液不变红，不
能说明肯定存在 Fe2＋；向试管中加入几滴 K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明肯定存
在Fe2＋；草酸根离子、Fe2＋均能与紫红色酸性 KMnO4溶液反应，不能说明肯定存在 Fe2＋；
故答案选②。(3)①在无氧环境中进行反应，防止 FeC2O4冷却时被氧化，同时将装置 A中的
水蒸气转移出装置 A；② m(H2O)＝(m2－m3)g，m(FeC2O4)＝(m3－m1)g，
FeC2O4·xH2O===FeC2O4 ＋xH2O
　　　　　　 　 144　 　 18x
　　　　　 (m3－m1)g　(m2－m3)g
得到 x＝。(4)①由于分解后有磁性的黑色化合物生成，该化合物为 Fe3O4，铁元素化合
价有变化，说明分解过程中发生了氧化还原反应，化学方程式为 3FeC2O4===Fe3O4＋
4CO↑＋2CO2↑；②生成的气体先通过澄清石灰水来证明二氧化碳的存在，再通过浓的氢
氧化钠吸收二氧化碳，再通过澄清石灰水来证明二氧化碳已吸收完全，气体经干燥灼热的
氧化铜，将反应后的气体通过澄清石灰水来证明又生成了二氧化碳，最后进行尾气处理；
依次连接的合理顺序为 ACE(C)FGCH。
答案：(1)FeSO4＋H2C2O4＋xH2O===FeC2O4·xH2O↓＋H2SO4　(2)②
(3)① 将装置 A中的水蒸气带走；同时防止 FeC2O4冷却时被氧化　②
(4)①3FeC2O4===Fe3O4＋4CO↑＋2CO2↑
②C E (C) F G C H
3．某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)进行氮气与钙的反应，并探究其产物的
性质及化学式。请回答下列问题。
(1)仪器 B的名称是________，B中固体物质为________。
(2)反应过程中末端导管必须插入试管 C的水中，目的是________。(填字母)
A．吸收反应剩余的氮气
B．控制通入气体的流速
C．防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应
(3)将下列操作步骤补充完整：
①打开活塞 K并通入N2；
②点燃酒精灯，进行反应；
③反应结束后，______________________________。
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