Question

【題目】[2017新課標(biāo)Ⅲ]綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究。回答下列問題：

（1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：______________、_______________。

（2）為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開關(guān)K1和K2）（設(shè)為裝置A）稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①儀器B的名稱是____________________。

②將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序___________________（填標(biāo)號）；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。

a．點(diǎn)燃酒精燈，加熱 b．熄滅酒精燈 c．關(guān)閉K1和K2

d．打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2 e．稱量A f．冷卻到室溫

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=________________（列式表示）。若實(shí)驗(yàn)時按a、d次序操作，則使x__________（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

（3）為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將（2）中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。

①C、D中的溶液依次為_________（填標(biāo)號）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_______________。

a．品紅 b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．濃H2SO4

②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。

Answer 1

【答案】（1）樣品中沒有Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+

（2）①干燥管 ② dabfce ③ 偏小

（3）①c、a 生成白色沉淀、褪色

②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】（1）樣品溶于水滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中無Fe3+；再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅，這說明有鐵離子產(chǎn)生，即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液顯紅色。

（2）①根據(jù)儀器構(gòu)造可知B是干燥管。

②由于裝置中含有空氣，空氣能氧化硫酸亞鐵，所以加熱前需要排盡裝置中空氣，利用氮?dú)馀懦隹諝�，為了使生成的水蒸氣完全排除，�?yīng)該先熄滅酒精燈，再冷卻，然后關(guān)閉K1和K2，最后稱量，即正確的排序是dabfce。

③樣品的質(zhì)量是(m2－m1)g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質(zhì)量為(m3－m1)g，生成水的質(zhì)量為(m2－m3)g，

FeSO4·xH2OFeSO4 + xH2O

152 18x

（m3－m1）g （m2－m3）g

則：，解得：；

若實(shí)驗(yàn)時按a、d次序操作，在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導(dǎo)致m3增加，使測得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x偏小。

（3）①最終得到紅色粉末，說明有氧化鐵生成，即分解過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價變化可知一定有SO2生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應(yīng)該用氯化鋇，檢驗(yàn)SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C中溶液變渾濁，產(chǎn)生白色沉淀，D中品紅溶液褪色。

②根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3，根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反應(yīng)的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。