Question

【題目】莫爾鹽是硫酸鹽的一種復(fù)鹽，是一種重要的化學(xué)試劑，它的水溶液中加入KSCN不顯紅色，并有如圖所示的反應(yīng)：

根據(jù)以上關(guān)系，按要求填空：

(1)可用檢驗(yàn)氣體B__________________。

(2)莫爾鹽的化學(xué)式為____________________。

(3)部分沉淀A與稀HNO3反應(yīng)的離子方程式是_____________________。

(4)古代硫酸的制法是隔絕空氣鍛燒綠礬(FeSO4·7H2O)，將蒸氣冷卻可制得一種無色粘稠的液體“綠礬油”，剩余的固體為紅棕色。（已知SO3的熔點(diǎn)是16.8°C，沸點(diǎn)是44.8°C，再加礬受熱分解的產(chǎn)物）

①裝置的連接順序?yàn)?/span>______________。

②B的作用是驗(yàn)證該反應(yīng)有水生成，其中的試劑為_________，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)F中溶液褪色，D中出現(xiàn)無色粘稠液體，則煅燒綠礬的反應(yīng)方程式為_____________。

Answer 1

【答案】濕潤紅色石蕊試紙等 Fe(NH4)2(SO4)2或FeSO4·(NH4)2SO4 3Fe(OH)2+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+8H2O ABDEFC CuSO4 2FeSO47H2OFe2O3+SO2↑+ SO3↑+ 14H2O

【解析】

莫爾鹽是硫酸鹽的一種復(fù)鹽，說明其中含有SO42-；向摩爾鹽溶液中加入(NH4)2S，產(chǎn)生黑色沉淀，高溫煅燒該沉淀，得到紅棕色固體，該紅棕色固體是Fe2O3，根據(jù)Fe元素守恒，可知莫爾鹽中含有Fe元素，由于向莫爾鹽溶液中加入KSCN不顯紅色，說明其中的Fe不是Fe3+，而使Fe2+；Fe2O3與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生溶液C，C為Fe(NO3)3；向莫爾鹽溶液中加入過量Ba(OH)2溶液，反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體B是NH3，說明莫爾鹽中含有NH4+，同時得到產(chǎn)生沉淀A，該沉淀是BaSO4、Fe(OH)2的混合物，向沉淀A中加入稀HNO3，Fe(OH)2與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生Fe(NO3)3、NO、H2O，BaSO4不溶于水也不溶于酸，因此看到沉淀部分溶解，得到溶液C，同時產(chǎn)生無色氣體，該氣體與空氣變?yōu)榧t棕色，則無色氣體是NO，該莫爾鹽是硫酸鹽的一種復(fù)鹽，因此根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和等于0，可知該鹽為Fe(NH4)2(SO4)2或?qū)懽?/span>FeSO4·(NH4)2SO4。

(4)在裝置A中加熱綠礬，通過裝置B驗(yàn)證H2O的產(chǎn)生，在裝置D中SO3經(jīng)冷凝再與水反應(yīng)產(chǎn)生硫酸，E的作用是防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生，然后通過F驗(yàn)證SO2的產(chǎn)生，最后根據(jù)NaOH能夠吸收SO2等酸性有害氣體的性質(zhì)進(jìn)行尾氣處理，再結(jié)合元素守恒、電子守恒，可得反應(yīng)方程式。

(1)氣體B是NH3，檢驗(yàn)方法可以是用濕潤紅色石蕊試紙等靠近，若試紙變?yōu)樗{(lán)色，證明該氣體為NH3；或用玻璃棒蘸取濃鹽酸靠近，產(chǎn)生白煙，也證明了氣體是NH3；

(2)根據(jù)上述分析可知莫爾鹽化學(xué)式為Fe(NH4)2(SO4)2或?qū)懽?/span>FeSO4·(NH4)2SO4；

(3)部分沉淀A在硝酸中溶解是A中的Fe(OH)2與HNO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生Fe(NO3)3、NO、H2O，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒，結(jié)合物質(zhì)拆分原則，可得該反應(yīng)的離子方程式是3Fe(OH)2+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+8H2O；

(4)①將綠礬放在裝置A中，用酒精噴燈加熱使之發(fā)生分解反應(yīng)，經(jīng)過裝置B中無水CuSO4可檢驗(yàn)H2O的產(chǎn)生；根據(jù)氣體SO3的熔點(diǎn)是16.8°C，沸點(diǎn)是44.8°C，將氣體在裝置D中冷凝降溫，SO3與水反應(yīng)產(chǎn)生H2SO4，為防止氣體由于降溫使裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)過低而引起倒吸現(xiàn)象的發(fā)生，將氣體再經(jīng)裝置E的緩沖作用，然后通過裝置F檢驗(yàn)SO2的產(chǎn)生，SO2是有毒氣體，會導(dǎo)致大氣污染，因此最后尾氣通過裝置C的NaOH進(jìn)行尾氣處理，故上述裝置的連接順序?yàn)?/span>ABDEFC；

②B的作用是驗(yàn)證該反應(yīng)有水生成，其中的試劑為無水CuSO4；實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)F中溶液褪色，證明產(chǎn)生了SO2，D中出現(xiàn)無色粘稠液體，說明D中產(chǎn)生了H2SO4，是綠礬分解產(chǎn)生的SO3與水反應(yīng)產(chǎn)生的，裝置A中剩余的固體為紅棕色，該固體為Fe2O3。則煅燒綠礬的反應(yīng)方程式綠礬加熱反應(yīng)產(chǎn)生了H2O、SO2、SO3、Fe2O3，該反應(yīng)的方程式為：2FeSO47H2OFe2O3+SO2↑+ SO3↑+ 14H2O。