Question

7．某研究小組經(jīng)查閱資料得知：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑；FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$FeO+SO₃↑，SO₃的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃．
I．該小組探究在酒精噴燈加熱條件下FeSO₄分解的氣體產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

（1）裝置Ⅱ的試管中不裝任何試劑，其作用是防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中（或安全瓶），試管浸泡在50℃的水浴中，目的是防止SO₃液化或凝固．
（2）裝置Ⅲ和裝置Ⅳ的作用是探究本實(shí)驗(yàn)氣體產(chǎn)物成分．請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，填寫檢驗(yàn)試劑、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論．
限選試劑：3mol•L^-1 H₂SO₄溶液、6mol•L^-1 NaOH溶液、0.5mol•L^-1 BaCl₂溶液、0.5mol•L^-1 Ba（NO₃）₂溶液、0.01mol•L^-1酸性KMnO₄溶液、0.01mol•L^-1溴水．

檢驗(yàn)試劑	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
裝置Ⅲ的試管中加入0.5 mol•L -1 BaCl2．	產(chǎn)生大量白色沉淀，證明氣體產(chǎn)物中含有SO3．
裝置Ⅳ的試管中加入0.01 mol•L-1 酸性 KMnO4 溶液（或0.0l mol•L-1 溴水）．	若溶液紫色（或橙色）褪去，證明氣體產(chǎn)物中含有SO2，若溶液紫色（或橙色）無明顯變化，證明氣體產(chǎn)物中不含SO2

Ⅱ．FeSO₄固體往往含有Fe₂（SO₄）₃雜質(zhì)，該研究小組采用稱重法確定固體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，操作流程為：

請(qǐng)根據(jù)流程回答：
（1）操作Ⅱ中必須用到的儀器是A
A.25mL酸式滴定管   B.50mL 量筒    C.25mL 量筒   D.25mL堿式滴定管
（2）系列操作名稱依次為過濾、洗滌、灼燒．
（3）若最終測(cè)得紅棕色固體質(zhì)量為3.2g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%．

Answer 1

分析 I．探究在酒精噴燈加熱條件下FeSO₄分解的氣體產(chǎn)物，裝置Ⅱ的試管中不裝任何試劑是防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中，試管浸泡在50℃的水浴中，目的是防止SO₃液化或凝固，通過裝置Ⅲ的試管中氯化鋇溶液證明生成產(chǎn)物有三氧化硫，通過裝置Ⅳ的試管中酸性高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，證明二氧化硫的存在，最后裝置Ⅴ是吸收尾氣，
（1）根據(jù)安全瓶的作用是可以防止倒吸；當(dāng)溫度高于44.8°C時(shí)SO₃為氣體狀態(tài)；
（2）根據(jù)FeSO₄分解的氣體產(chǎn)物可能為SO₃，也可能是SO₃和SO₂的混合物，SO₃遇到鋇離子生成白色沉淀，SO₂能使高錳酸鉀或溴水褪色；
Ⅱ．FeSO₄固體往往含有Fe₂（SO₄）₃雜質(zhì)取樣品32.0g加入過量稀硫酸溶解，加水溶解，配制250.00ml溶液，用酸式滴定管量取25.00ml溶液，加入過氧化氫氧化亞鐵離子，加入過量氨水沉淀鐵離子生成氫氧化鐵，過濾、洗滌、灼燒得到氧化鐵，
（1）量取精確度較高的酸性溶液用到酸式滴定管；
（2）從溶液中得到氫氧化鐵沉淀，受熱分解生成氧化鐵；
（3）據(jù)鐵原子守恒計(jì)算．

解答 解：I．（1）Ⅰ中產(chǎn)生的氣體極易和溶液反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生倒吸，所以裝置II的試管能防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中（或安全瓶）；SO₃的沸點(diǎn)是44.8°C，當(dāng)溫度高于44.8°C時(shí)SO₃為氣體狀態(tài)，把試管浸泡在50℃的熱水浴中能防止SO₃液化或凝固，
故答案為：防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中（或安全瓶）；防止SO₃液化或凝固；
②FeSO₄分解的氣體產(chǎn)物可能為SO₃，也可能為SO₃和SO₂的混合物，SO₃遇到鋇離子生成白色沉淀，SO₂能使高錳酸鉀或溴水褪色；
故答案為：

0.5 mol•L -1 BaCl2
0.01 mol•L-1 酸性 KMnO4 溶液（或0.0l mol•L-1 溴水）	若溶液紫色（或橙色）褪去，證明氣體產(chǎn)物中含有SO2，若溶液紫色（或橙色）無明顯變化，證明氣體產(chǎn)物中不含SO2

Ⅱ．（1）該溶液為酸性，精確度為0.01的儀器為酸式滴定管，所以選25mL酸式滴定管，
故答案為：A；
（2）從溶液中得到氫氧化鐵沉淀，要過濾、洗滌；從氫氧化鐵到氧化鐵，要灼燒，
故答案為：過濾；洗滌；灼燒；
（3）Fe₂O₃中鐵的質(zhì)量為：$\frac{2×56}{160}$×3.2g=2.24g，
據(jù)鐵原子守恒，則32.0g樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{250ml}{25.00ml}$×$\frac{2.24g}{32.0g}$×100%=70%，
故答案為：70%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了二氧化硫和二氧化硫的檢驗(yàn)，掌握兩者性質(zhì)的差異是解題的關(guān)鍵，題目綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．