Question

5．綠礬是一種重要的化工原料．
【問(wèn)題1】綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）由于保存不妥或長(zhǎng)久放置，容易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)．為探究綠礬樣品的變質(zhì)情況，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)方案．
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：取少量綠礬樣品，用蒸餾水在燒杯中配成溶液．
（1）方案1：取少量溶液，加入幾滴KSCN試劑（寫化學(xué)式），如果觀察到的現(xiàn)象是溶液變血紅色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：證明綠礬樣品已被氧化．
（2）方案2：取少量溶液，加入幾滴酸性KMnO₄溶液，如果觀察到的現(xiàn)象是溶液不褪色．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：證明綠礬樣品完全被氧化．
（3）使用FeSO₄時(shí)，如要防止Fe³⁺的干擾，可以加入適量鐵粉進(jìn)行除雜，寫出加入鐵粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）要從FeSO₄溶液中得到綠礬晶體，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、自然干燥，在這一系列操作中沒(méi)有用到的儀器有B（此空填序號(hào)）
A．蒸發(fā)皿　　 B．石棉網(wǎng)　　 　 C．燒杯　　　 　　D．玻璃棒
【問(wèn)題2】灼燒綠礬的反應(yīng)方程式：2（FeSO₄•7H₂O）═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O
工業(yè)上常通過(guò)高溫分解FeSO₄的方法制備Fe₂O₃，為檢驗(yàn)FeSO₄高溫分解的氣體產(chǎn)物中是否含有SO₂和SO₃，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：將FeSO₄高溫分解產(chǎn)生的氣體通入如圖所示的裝置中．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）裝置I中氯化鋇溶液中可觀察到現(xiàn)象有白色沉淀產(chǎn)生．若氯化鋇溶液足量，將最后所得沉淀過(guò)濾、洗滌、烘干后稱重為2.33克，則灼燒綠礬的過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.02mol的電子．
（2）裝置II中試劑為品紅溶液，其作用是檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中是否含SO₂
（3）裝置III中試劑為NaOH溶液，其作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣．

Answer 1

分析 【問(wèn)題1】（1）鐵離子遇KSCN溶液為血紅色；
（2）亞鐵離子具有還原性，能被高錳酸鉀氧化；
（3）防止Fe³⁺的干擾，可以加入適量鐵粉進(jìn)行除雜，F(xiàn)e與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；
（4）從FeSO₄溶液中得到綠礬晶體，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，蒸發(fā)需要蒸發(fā)皿、玻璃棒等，過(guò)濾需要燒杯、漏斗等；
【問(wèn)題2】為檢驗(yàn)FeSO₄高溫分解的氣體產(chǎn)物中是否含有SO₂和SO₃，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，氣體進(jìn)入I中反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇，II中二氧化硫可使品紅褪色，III為尾氣處理裝置，可利用NaOH溶液吸收二氧化硫，以此來(lái)解答．

解答 解：【問(wèn)題1】（1）綠礬中的亞鐵離子被氧化成鐵離子，遇KSCN變紅色，因此加入KSCN溶液，若溶液變紅證明被氧化，故答案為：KSCN；
（2）酸性KMnO₄可氧化亞鐵離子，但不與鐵離子反應(yīng)，若溶液的紫色不褪去，證明已完全被氧化，故答案為：溶液不褪色；
（3）鐵與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）從溶液中得到晶體的第一步是蒸發(fā)濃縮，然后冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、自然干燥即可；這一系列的操作中A、蒸發(fā)皿中進(jìn)行蒸發(fā)，C、燒杯中配成溶液，D、用玻璃棒進(jìn)行攪拌，沒(méi)有用的是B石棉網(wǎng)，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；B；
【問(wèn)題2】為檢驗(yàn)FeSO₄高溫分解的氣體產(chǎn)物中是否含有SO₂和SO₃，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，氣體進(jìn)入I中反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇，II中二氧化硫可使品紅褪色，III為尾氣處理裝置，可利用NaOH溶液吸收二氧化硫，
（1）三氧化硫與氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀，所以裝置I中氯化鋇溶液中可觀察到現(xiàn)象是有白色沉淀產(chǎn)生；2.33g為硫酸鋇，其物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，即三氧化硫的物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)2（FeSO₄•7H₂O）═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O～2e^-可知該過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.02mol，
故答案為：有白色沉淀產(chǎn)生；0.02；
（2）裝置II中試劑為品紅溶液，其作用是檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中是否含SO₂，故答案為：檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中是否含SO₂；
（3）裝置III中試劑為NaOH溶液，其作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣，故答案為：除去多余的SO₂，防止污染空氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)裝置的作用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度不大．