Question

18．在蒸餾釜中隔絕空氣煅燒綠礬（FeSO₄•7H₂O），將蒸氣冷卻可制得一種無色粘稠的液休“綠礬油”，蒸餾釜中剩余的固體為紅棕色．完成下列各題：
（1）綠礬油中溶質(zhì)的化學(xué)式為H₂SO₄．
（2）用如圖裝置模擬蒸餾釜中反應(yīng)并檢驗(yàn)產(chǎn)物，煅燒綠礬一段時間后，發(fā)現(xiàn)D中U型管出現(xiàn)無色粘稠的液體，B中品紅溶液褪色．

①上述裝置正確的連接順序A→D→E→B→C（用大寫字母表示）
②寫出煅燒綠礬的化學(xué)方程式2FeSO₄•7H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑+14H₂O↑．
③實(shí)驗(yàn)過程中不宜加入過多綠礬，主要原因是產(chǎn)生SO₃和濃硫酸會導(dǎo)致導(dǎo)管或D置中U型管堵塞．
（3）利用上述實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物可比較某些離子的還原性．用足量稀硫酸將A中剩余的固體溶解，分別取2mL此溶液于2支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①第一支試管中加入少量酸性高錳酸鉀溶液，振蕩，高錳酸鉀溶液紫色不褪去．說明固體產(chǎn)物中不含有二價(jià)鐵．
②第二支試管中加入少量C中溶液，振蕩，無沉淀生成．
③繼續(xù)向第二支試管中加入少量鐵氰化鉀或K₃[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀．
以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可證明離子的還原性SO₃^2-＞Fe²⁺．（填離子符號）
（4）綠礬在空氣中部分被氧化為硫酸鐵，現(xiàn)取3.66g綠礬樣品溶于稀鹽酸，加入足量的BaCl₂溶液，過濾得沉淀4.66g，向溶液中通入56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氯氣恰好將Fe²⁺完全氧化，推測晶體中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）：n（H₂O）=1：2：10．

Answer 1

分析 （1）在蒸餾釜中隔絕空氣煅燒綠礬（FeSO₄•7H₂O），將蒸氣冷卻可制得一種無色粘稠的液休“綠礬油”，為濃硫酸；
（2）①煅燒綠礬一段時間后，發(fā)現(xiàn)D中U型管出現(xiàn)無色粘稠的液體，b中品紅溶液褪色，則先通過裝置D中冰水冷凝濃硫酸，再通過裝置E防止倒吸，通過裝置B中品紅溶液，品紅溶液褪色，最后通過氫氧化鈉溶液吸收氯氣，防止污染空氣；
②分析可知綠礬煅燒得到紅色固體為氧化鐵，同時生成二氧化硫、三氧化硫和水；
③加入過多綠礬產(chǎn)生SO₃和濃硫酸會導(dǎo)致導(dǎo)管；
（3）用足量稀硫酸將A中剩余的固體溶解得到硫酸鐵溶液，
①亞鐵離子具有還原性遇到高錳酸鉀溶液會褪色；
②用足量稀硫酸將A中剩余的固體溶解，第二支試管中加入少量C中溶液為氫氧化鈉溶液，振蕩，無沉淀生成說明鐵離子被亞硫酸根離子還原；
③亞鐵離子遇到鐵氰化鉀或 K₃[Fe（CN）₆]變?yōu)樗{(lán)色；
（4）取3.66g綠礬樣品溶于稀鹽酸，加入足量的BaCl₂溶液，過濾得沉淀4.66g，沉淀為硫酸鋇，物質(zhì)的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，向溶液中通入56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氯氣恰好將Fe²⁺完全氧化，氯氣物質(zhì)的量=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，因此電子守恒可知亞鐵離子物質(zhì)的量為0.005mol，原子守恒得到FeSO₄和Fe₂（SO₄）₃物質(zhì)的量均是0.005mol，水的物質(zhì)的量=$\frac{3.66g-0.005mol×（152+400）g/mol}{18g/mol}$=0.05mol，據(jù)此書寫化學(xué)式．

解答 解：（1）綠礬油是一種無色粘稠的液休，為濃硫酸，化學(xué)式為：H₂SO₄，故答案為：H₂SO₄；
（2）①煅燒綠礬一段時間后，發(fā)現(xiàn)D中U型管出現(xiàn)無色粘稠的液體，b中品紅溶液褪色，則先通過裝置D中冰水冷凝濃硫酸，再通過裝置E防止倒吸，通過裝置B中品紅溶液，品紅溶液褪色，最后通過氫氧化鈉溶液吸收氯氣，防止污染空氣，上述裝置正確的連接順序A→D→E→B→C，
故答案為：D→E→B→C；
②分析可知綠礬煅燒得到紅色固體為氧化鐵，同時生成二氧化硫、三氧化硫和水，結(jié)合單質(zhì)守恒和原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為：2FeSO₄•7H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑+14H₂O↑，
故答案為：2FeSO₄•7H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑+14H₂O↑；
③實(shí)驗(yàn)過程中不宜加入過多綠礬，主要原因是：產(chǎn)生SO₃和濃硫酸會導(dǎo)致導(dǎo)管或D置中U型管堵塞，
故答案為：產(chǎn)生SO₃和濃硫酸會導(dǎo)致導(dǎo)管或D置中U型管堵塞；
（3）①第一支試管中加入少量酸性高錳酸鉀溶液，振蕩，高錳酸鉀溶液紫色不褪去．說明固體產(chǎn)物中不含有二價(jià)鐵，
故答案為：二價(jià)鐵；
③繼續(xù)向第二支試管中加入少量鐵氰化鉀或 K₃[Fe（CN）₆]，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀說明含亞鐵離子，
以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可證明離子的還原性SO₃^2-＞Fe²⁺，
故答案為：鐵氰化鉀或 K₃[Fe（CN）₆]；SO₃^2-；Fe²⁺；
（4）取3.66g綠礬樣品溶于稀鹽酸，加入足量的BaCl₂溶液，過濾得沉淀4.66g，沉淀為硫酸鋇，物質(zhì)的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，向溶液中通入56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氯氣恰好將Fe²⁺完全氧化，氯氣物質(zhì)的量=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，因此電子守恒可知亞鐵離子物質(zhì)的量為0.005mol，原子守恒得到FeSO₄和Fe₂（SO₄）₃物質(zhì)的量均是0.005mol，水的物質(zhì)的量=$\frac{3.66g-0.005mol×（152+400）g/mol}{18g/mol}$=0.05mol，得到n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）：n（H₂O）=0.005：0.005×2：：005=1：2：10，
故答案為：1：2：10．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)組成、實(shí)驗(yàn)過程分析、化學(xué)式計(jì)算等知識點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．