Question

【題目】某校學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬用工業(yè)廢鐵屑(主要成分為Fe，還含有少量FeS、Fe3P等)制備FeSO4·7H2O，并探究FeSO4·7H2O高溫分解的產(chǎn)物。

I．制備實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①稱取一定量的廢鐵屑，用熱的碳酸鈉溶液浸泡，再用蒸餾水洗滌。

②將處理后的廢鐵屑放入錐形瓶中，加入適量3mol·L－1的硫酸，連接好裝置(如圖)后水浴加熱至反應(yīng)完全。

③依據(jù)現(xiàn)象停止加熱，趁熱過(guò)濾，向?yàn)V液中補(bǔ)加少量硫酸。

④將濾液冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌。

回答下列問(wèn)題

(1)步驟①稱量5.6g廢鐵屑時(shí)，若砝碼與物品的位置放反了，則稱得的廢鐵屑的質(zhì)量會(huì)____ (填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)步驟②中需控制硫酸的用量，使鐵粉過(guò)量，其目的是_____________________。

(3)裝置C的作用是__________________________。

(4)步驟④中洗滌時(shí)所用的洗滌劑最好是______（填標(biāo)號(hào)）。

A．稀硝酸 B．無(wú)水乙醇 C．苯

(5)測(cè)定產(chǎn)品的純度:

稱取mg產(chǎn)品，放入錐形瓶中，用經(jīng)煮沸過(guò)且冷卻的蒸餾水和稀硫酸溶解，然后用cmol·L－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗VmLKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液。

蒸餾水煮沸的原因：______________，KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液用______（酸或堿）式滴定管，產(chǎn)品的純度為_______(列出計(jì)算表達(dá)式即可)。

Ⅱ．探究FeSO4·7H2O高溫分解的產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)裝置及步驟如下，請(qǐng)完成相關(guān)填空:

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋原因
組裝好儀器，先充入氮?dú)猓�再加熱管式爐至700℃一段時(shí)間	試管E中的白色固體變藍(lán)	分解得到的產(chǎn)物中含水蒸氣
氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)試管B時(shí)	品紅溶液褪色	(6) 產(chǎn)物中含有 _________________
氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)試管C時(shí)	試管C中出現(xiàn)白色沉淀	(7)C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ___________________________
將瓷舟中反應(yīng)后的固體溶于足量稀硫酸，再滴入幾滴KSCN溶液	(8)____________________	(9) 溶液中含有 _______________

Answer 1

【答案】減小 保證溶液中都是Fe2＋ 除去H2S、PH3等雜質(zhì) B 除去蒸餾水中的氧氣 酸 二氧化硫 SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl 溶液變成血紅色 溶液含有Fe3＋

【解析】

根據(jù)亞鐵離子和三價(jià)鐵離子的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系分析解答；根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)操作及注意事項(xiàng)分析解答；根據(jù)酸堿滴定實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)分析解答；

(1)左物右碼時(shí)，稱量物品的質(zhì)量是砝碼加游碼，即5g(砝碼)+0.6g(游碼)，當(dāng)藥品放錯(cuò)盤(pán)時(shí)，即得到5g-0.6g=4.4g，故砝碼與物品的位置放反了，則稱得的廢鐵屑的質(zhì)量會(huì)偏小，故答案為：偏小；

(2)反應(yīng)過(guò)程生成的Fe2+在空氣中易被氧化成Fe3+，所以需要Fe過(guò)量，可以避免生成Fe3+，故答案為：保證溶液中都是Fe2＋；

(3)由于鐵粉中含有的少量FeS、Fe3P與硫酸反應(yīng)生成H2S、PH3氣體，不能直接排放在空氣中，故用硫酸銅溶液進(jìn)行尾氣處理，故答案為：除去H2S、PH3等雜質(zhì)；

(4) 硝酸具有強(qiáng)氧化性，可將Fe2+氧化成Fe3+；無(wú)水乙醇可以除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，同時(shí)能降低FeSO4在水中的溶解度，減少FeSO47H2O的損耗；苯難以除去晶體表面附著的雜質(zhì)，同時(shí)苯有毒；故B正確；

(5)將蒸餾水煮沸，是為了除去水中的氧氣，由于KMnO4具有強(qiáng)氧化性，能夠腐蝕堿式滴定管的橡膠管，故應(yīng)選用酸式滴定管盛裝，根據(jù)方程式：5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O可知5Fe2+~MnO4-，即n(Fe2+)=5n(MnO4-)=mol，m(FeSO4·7H2O)= g，故藥品純度為： ；

Ⅱ．能使品紅溶液褪色的氣體是SO2，說(shuō)明加熱FeSO4·7H2O時(shí)有SO2氣體生成，經(jīng)過(guò)C裝置時(shí)，生成了白色沉淀說(shuō)明該沉淀是BaSO4，即反應(yīng)方程式為：SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，加熱的過(guò)程中，F(xiàn)e2+被氧化生成Fe3+，故將瓷舟中反應(yīng)后的固體溶于足量稀硫酸，再滴入幾滴KSCN溶液，溶液變成血紅色，說(shuō)明溶液含有Fe3＋；

故答案為：二氧化硫，SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，溶液變成血紅色 ， 溶液含有Fe3＋。