Question

【題目】【2017·浙江杭州區(qū)模擬】 將綠礬(FeSO47H2O)隔絕空氣條件下加強(qiáng)熱分解，已知產(chǎn)物全部為氧化物，為探究綠礬分解的反應(yīng)產(chǎn)物，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

【實(shí)驗(yàn)一】為探究固體產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)，該同學(xué)將固體產(chǎn)物溶于足量的稀硫酸得到相應(yīng)的溶液，進(jìn)行以下猜想和實(shí)驗(yàn)：

猜想	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象
猜想一：鐵元素只顯 價(jià)	① 取溶液樣品，滴入KSCN溶液； ②取溶液樣品，滴入稀酸性KMnO4溶液	加入KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象 稀酸性KMnO4溶液顏色
猜想二：鐵元素只顯 價(jià)		加入KSCN溶液呈 色； 稀酸性KMnO4溶液顏色無(wú)變化
猜想三：鐵元素顯+2，+3價(jià)		加入KSCN溶液呈血紅色； 稀酸性KMnO4溶液顏色褪色

【實(shí)驗(yàn)二】為進(jìn)一步探究該反應(yīng)的產(chǎn)物，進(jìn)行了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)

(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，點(diǎn)燃C處酒精噴燈之前應(yīng)先打開(kāi)A處活塞通CO2，其目的是 。

(2)飽和NaHCO3的作用是 ；

(3)該組同學(xué)稱取了55.6克綠礬按如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)，待綠礬分解完全后，測(cè)得D瓶中沉淀的質(zhì)量為23.3克，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以得知，綠礬分解的化學(xué)方程式為為 。

(4)該組同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置存在著一個(gè)明顯的缺陷是 。

Answer 1

【答案】實(shí)驗(yàn)一猜想：+2價(jià)，褪色，+3價(jià)，血紅色

實(shí)驗(yàn)二：(1)趕走裝置內(nèi)的空氣；

(2)除去CO2中的HCl；HCO3-+H2OH2CO3+OH－；

(3)2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O

(4)未進(jìn)行尾氣處理

【解析】實(shí)驗(yàn)一：Fe元素有+2價(jià)、+3價(jià)，所以產(chǎn)物可能為Fe2(SO4)3、FeSO4或Fe2(SO4)3和FeSO4的混合物，鐵元素化合價(jià)可能是+2價(jià)，+3價(jià)，或+2，+3價(jià)；①向所得溶液中滴入KSCN溶液；②向稀酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液．KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，稀酸性KMnO4溶液顏色褪去，證明只含有Fe2+；稀酸性KMnO4溶液顏色無(wú)變化，證明一定是+3價(jià)鐵元素；若KSCN溶液出現(xiàn)血紅色現(xiàn)象，稀酸性KMnO4溶液顏色褪去，證明Fe元素既有+2價(jià)又有+3價(jià)；

實(shí)驗(yàn)二：①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，點(diǎn)燃B處酒精噴燈之前應(yīng)先打開(kāi)A處活塞通CO2，目的是趕凈空氣避免影響測(cè)定結(jié)果；

②裝置C是安全瓶起到防倒吸的作用；

③55.6克的綠礬FeSO47H2O，物質(zhì)的量是0.2摩爾，其中，A中產(chǎn)生的二氧化碳是不會(huì)和氯化鋇反應(yīng)生成沉淀的，二氧化硫也不和氯化鋇產(chǎn)生沉淀，二氧化硫也不和氯化鋇產(chǎn)生沉淀；所以，產(chǎn)生的沉淀就只能是硫酸鋇，也就是說(shuō)，一定會(huì)有三氧化硫產(chǎn)生，根據(jù)沉淀的質(zhì)量是23.3克，所以硫酸鋇的物質(zhì)的量是0.1摩爾，所以產(chǎn)生的三氧化硫是0.1摩爾，根據(jù)原子守恒，在綠礬中的硫是0.2摩爾，剩余的0.1摩爾的硫可能有很多的生成形式，可能是單質(zhì)硫，也可以使其他形態(tài)的硫，但是C瓶中并沒(méi)有單質(zhì)硫析出；不管是那種形態(tài)的硫存在，硫元素化合價(jià)一定降低了，所以鐵元素化合價(jià)一定要升高，根據(jù)電子守恒計(jì)算，0.2molFe2+變化為Fe3+；硫元素化合價(jià)從+6價(jià)變化為x價(jià)，0.2×1=0.1×(6-x)，x=+4，實(shí)驗(yàn)生成的產(chǎn)物中有SO2，依據(jù)原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式：2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O；

④分析裝置生成的氣體中二氧化硫有毒不能排放到空氣中需要尾氣吸收。