Question

5．在無(wú)機(jī)化工中，硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]是制取其它鐵系化合物的原料，如制取氧化伯系顏料、磁性材料和黃血鹽等．某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，探究（NH₄）₂Fe（SO₄）₂完全分解的產(chǎn)物．
已知：①隔絕空氣受熱完全分解是氧化還原反應(yīng)．
②98%濃硫酸能順利吸收SO₃．
Ⅰ．甲同學(xué)根據(jù)以下流程探究分解的部分產(chǎn)物，試回答下列問(wèn)題：

（1）B裝置預(yù)期的現(xiàn)象是變藍(lán)；C裝置的作用可能是吸收NH₃或SO₃，D裝置可以檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否含有SO₂．
（2）加熱前先通一會(huì)兒N₂，再關(guān)閉氣閥，其目的是排出裝置內(nèi)的空氣．
Ⅱ．乙同學(xué)猜想（NH₄）₂Fe（SO₄）₂分解時(shí)可能生成了SO₃，為了驗(yàn)證他的猜想，小組同學(xué)又提供了如圖裝置，試回答下列問(wèn)題：

（3）不能選擇E和F裝置的原因是都能吸收SO₃和SO₂．
（4）加熱裝置A與G、H連接并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你提出需要改進(jìn)的方案A、G之間增加防倒吸的裝置．
（5）已知飽和SO₂水溶液中c（SO₃^2-）=6.0×10^-8 mol•L^-1，Ksp（BaSO₃）=5.4×10^-7．通過(guò)計(jì)算判斷在1.0mol•L^-1的BaCl₂溶液中，通入足量純凈的SO₂能否生成BaSO₃沉淀？
（6）當(dāng)G中出現(xiàn)大量白色沉淀時(shí)，并不能說(shuō)明A中生成了SO₃，理由是NH₃和SO₂同時(shí)通入BaCl₂溶液中，能生成BaSO₃白色沉淀；為了進(jìn)一步證明是否有SO₃生成，請(qǐng)你補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案（不要求寫(xiě)具體的操作過(guò)程）取白色沉淀于試管中，滴加過(guò)量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解或部分溶解，則有SO₃生成，若白色沉淀完全溶解，則沒(méi)有SO₃生成．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）晶體分解生成的產(chǎn)物中含水蒸氣，B裝置中無(wú)水硫酸銅遇到水蒸氣會(huì)反應(yīng)生成硫酸銅晶體呈藍(lán)色，C裝置是濃硫酸用來(lái)吸收堿性氣體氨氣或生成的三氧化硫，便于裝置D利用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫的存在；
（2）加熱前先通一會(huì)兒N₂，排凈裝置內(nèi)的空氣防止空氣成分干擾氣體檢驗(yàn)；
Ⅱ．（3）生成產(chǎn)物制得三氧化硫、二氧化硫都是酸性氧化物和堿發(fā)生反應(yīng)；
（4）生成的氣體中含氨氣、二氧化硫、三氧化硫等易溶于水的氣體容易發(fā)生倒吸；
（5）根據(jù)溶液中Q與Ksp的關(guān)系分析；
（6）分解產(chǎn)物中當(dāng)氨氣和二氧化硫通入氯化鋇溶液中互生成亞硫酸鋇白色沉淀，檢驗(yàn)三氧化硫可以檢驗(yàn)生成的白色沉淀是否溶于鹽酸；

解答 解：（1）晶體分解生成的產(chǎn)物中含水蒸氣，無(wú)水硫酸銅遇到水蒸氣會(huì)反應(yīng)生成硫酸銅晶體呈藍(lán)色，B裝置中預(yù)期現(xiàn)象是白色硫酸銅變藍(lán)色，C裝置是濃硫酸用來(lái)吸收可能分解生成的堿性氣體氨氣或生成的三氧化硫，便于裝置D利用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫的存在，二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，
故答案為：變藍(lán)，吸收NH₃或SO₃，SO₂；
（2）加熱前先通一會(huì)兒N₂，再關(guān)閉氣閥，其目的是利用氮?dú)獍裳b置中空氣全部趕出，防止空氣中的水蒸氣等干擾生成氣體的檢驗(yàn)，
故答案為：排出裝置內(nèi)的空氣；
（3）不能選擇E和F裝置的原因是，裝置中的氫氧化鋇溶液是強(qiáng)堿溶液，堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣都可以和產(chǎn)物中的三氧化硫和二氧化硫氣體，
故答案為：都能吸收SO₃和SO₂；
（4）加熱裝置A與G、H連接并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，生成的氣體中含氨氣、二氧化硫、三氧化硫等易溶于水的氣體容易發(fā)生倒吸，需要改進(jìn)的方案是A、G之間增加防倒吸的裝置，
故答案為：A、G之間增加防倒吸的裝置；
（5）若溶液中c（Ba²⁺）=1 mol•L^-1，c（SO₃^2-）=6.0×10^-8mol•L^-1，其濃度積Q=c（Ba²⁺）×c（SO₃^2-）=1×6.0×10^-8=6.0×10^-8＜Ksp（BaSO₃）=5.48×10^-7，故不能析出BaSO₃沉淀，
答：Q=1.0×6.0×10^-8=6.0×10^-8＜Ksp（BaSO₃），所以不能生成BaSO₃沉淀；
（6）當(dāng)G中出現(xiàn)大量白色沉淀時(shí)，并不能說(shuō)明A中生成了SO₃，理由是NH₃和SO₂同時(shí)通入BaCl₂溶液中，能生成BaSO₃白色沉淀，為了進(jìn)一步證明是否有SO₃生成，請(qǐng)你補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案是：取白色沉淀于試管中，滴加過(guò)量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解或部分溶解，則有SO₃生成，若白色沉淀完全溶解，則沒(méi)有SO₃生成
故答案為：NH₃和SO₂同時(shí)通入BaCl₂溶液中，能生成BaSO₃白色沉淀，取白色沉淀于試管中，滴加過(guò)量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解或部分溶解，則有SO₃生成，若白色沉淀完全溶解，則沒(méi)有SO₃生成；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分解產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)測(cè)定和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方法分析判斷，主要是氣體性質(zhì)、氣體檢驗(yàn)設(shè)計(jì)、溶度積應(yīng)用等，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活應(yīng)用能力，難度中等．