Question

8．摩爾鹽[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]是分析化學(xué)中的重要試劑．摩爾鹽隔絕空氣加熱可完全分解生成紅棕色固體和其他產(chǎn)物．某學(xué)習(xí)小組欲探究其分解產(chǎn)物．
I．甲組同學(xué)設(shè)計了如圖1所示實驗裝置．

（1）實驗中，裝置B中觀察到的現(xiàn)象是白色固體變藍(lán)色．
（2）堿石灰的主要作用是吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體．
（3）裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，由此可知摩爾鹽分解的產(chǎn)物中有NH₃（寫化學(xué)式）．
（4）設(shè)計實驗驗證裝置A中固體殘留物不含F(xiàn)eO：取少量固體于試管中，加稀硫酸溶解，再滴入KMnO₄溶液，KMnO₄溶液不褪色，說明此固體產(chǎn)物不含F(xiàn)eO
多余（簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論）．
Ⅱ．乙組同學(xué)認(rèn)為摩爾鹽受熱分解的產(chǎn)物中還含有SO₂、SO₃和N₂．為進(jìn)行驗證，用甲組實驗中的裝置A和下列如圖2所示裝置進(jìn)行實驗．
（5）乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、G、E、F、H．裝置G中鹽酸的作用是吸收氨氣并將溶液酸化，排除SO₂的干擾；．
（6）實驗中，準(zhǔn)確稱量摩爾鹽7.8400g，充分加熱反應(yīng)后，測得裝置A中固體殘留物的質(zhì)量為1.6000g，裝置G中生成白色沉淀的質(zhì)量為3.4950g，裝置H中收集到112mL N₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），寫出摩爾鹽受熱分解的化學(xué)方程式：4[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3SO₃+5SO₂↑+N₂↑+6NH₃↑+H₂O．（分解產(chǎn)物被充分吸收，不考慮其損失）

Answer 1

分析 （1）裝置B無水硫酸銅是檢驗分解產(chǎn)物水；
（2）堿石灰的主要作用是吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體；
（3）裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，說明有堿性氣體產(chǎn)生；
（4）利用二價鐵離子具有還原性設(shè)計實驗檢驗；
（5）要檢驗生成SO₃（g）、SO₂（g）及N₂，在甲組實驗中的裝置A產(chǎn)生氣體后，經(jīng)過安全瓶后通過氯化鋇溶液檢驗SO₃，再通過品紅溶液檢驗SO₂，用濃氫氧化鈉除去二氧化硫，用排水集氣法收集氮氣，據(jù)此答題；由于產(chǎn)生的氣體中有氨氣，所以氯化鋇溶液中加入足量的鹽酸，可以吸收氨氣并防止產(chǎn)生亞硫酸鋇沉淀，排除SO₂的干擾；
（6）根據(jù)以上分析，測得裝置A中固體殘留物即氧化鐵的質(zhì)量為1.6000g，則n（Fe₂O₃）=$\frac{1.6000g}{160g/mol}$=0.01mol，裝置G中生成白色沉淀即硫酸鋇的質(zhì)量為3.4950g，則根據(jù)氯化鋇溶液檢驗SO₃及硫原子守恒，所以n（SO₃）=$\frac{3.495}{233}$=0.015mol，裝置H中收集到112mL N₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）即$\frac{0.112}{22.4}$=0.005mol，根據(jù)得失電子守恒，則生成二氧化硫的物質(zhì)的量為：$\frac{0.005×2×3+0.01×2}{2}$=0.025mol，所以生成物中Fe₂O₃：SO₃：SO₂：N₂=2：3：5：1；結(jié)合原子守恒書寫方程式．

解答 解：（1）裝置B無水硫酸銅是檢驗分解產(chǎn)物水，所以看到的現(xiàn)象為白色固體變藍(lán)色，故答案為：白色固體變藍(lán)色；
（2）堿石灰的主要作用是吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體，故答案為：吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體；
（3）裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，說明有堿性氣體產(chǎn)生即NH₃，所以由此可知摩爾鹽分解的產(chǎn)物中有NH₃；故答案為：NH₃；
（4）利用二價鐵離子具有還原性設(shè)計實驗檢驗，實驗設(shè)計為：取少量固體于試管中，加稀硫酸溶解，再滴入KMnO₄溶液，KMnO₄溶液不褪色，證明此固體產(chǎn)物不含F(xiàn)eO，
故答案為：取少量固體于試管中，加稀硫酸溶解，再滴入KMnO₄溶液，KMnO₄溶液不褪色，說明此固體產(chǎn)物不含F(xiàn)eO；
（5）要檢驗生成SO₃（g）、SO₂（g）及N₂，在甲組實驗中的裝置A產(chǎn)生氣體后，經(jīng)過安全瓶后通過氯化鋇溶液檢驗SO₃，再通過品紅溶液檢驗SO₂，用濃氫氧化鈉除去二氧化硫，用排水集氣法收集氮氣，所以裝置依次連接的合理順序為A、G、E、F、H，由于產(chǎn)生的氣體中有氨氣，所以氯化鋇溶液中加入足量的鹽酸，可以吸收氨氣并防止產(chǎn)生亞硫酸鋇沉淀，排除SO₂的干擾；
故答案為：G、E、F、H；吸收氨氣并將溶液酸化，排除SO₂的干擾；
（6）根據(jù)以上分析，測得裝置A中固體殘留物即氧化鐵的質(zhì)量為1.6000g，則n（Fe₂O₃）=$\frac{1.6000g}{160g/mol}$=0.01mol，裝置G中生成白色沉淀即硫酸鋇的質(zhì)量為3.4950g，則根據(jù)氯化鋇溶液檢驗SO₃及硫原子守恒，所以n（SO₃）=$\frac{3.495}{233}$=0.015mol，裝置H中收集到112mL N₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）即$\frac{0.112}{22.4}$=0.005mol，根據(jù)得失電子守恒，則生成二氧化硫的物質(zhì)的量為：$\frac{0.005×2×3+0.01×2}{2}$=0.025mol，所以生成物中Fe₂O₃：SO₃：SO₂：N₂=2：3：5：1；所以根據(jù)原子守恒，摩爾鹽受熱分解的化學(xué)方程式為：4[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3SO₃+5SO₂↑+N₂↑+6NH₃↑+H₂O，故答案為：4[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3SO₃+5SO₂↑+N₂↑+6NH₃↑+H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)分解產(chǎn)物的實驗驗證，注意檢驗實驗設(shè)計應(yīng)避免干擾驗，試劑選擇和反應(yīng)現(xiàn)象的理解應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．