Question

【題目】（14分）

綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，在工農業生產中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究。回答下列問題：

（1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：______________、_______________。

（2）為測定綠礬中結晶水含量，將石英玻璃管（帶端開關K1和K2）（設為裝置A）稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。

①儀器B的名稱是____________________。

②將下列實驗操作步驟正確排序___________________（填標號）；重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。

a.點燃酒精燈，加熱 b.熄滅酒精燈 c.關閉K1和K2

d.打開K1和K2，緩緩通入N2 e.稱量A f.冷卻至室溫

③根據實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數目x=________________（列式表示）。若實驗時按a、d次序操作，則使x__________（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

（3）為探究硫酸亞鐵的分解產物，將（2）中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。

①C、D中的溶液依次為_________（填標號）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現象分別為_______________。

a．品紅 b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．濃H2SO4

②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_____________________。

Answer 1

【答案】

（1）樣品中無Fe3+；硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵；

（2）①干燥管 ② dabfce ③；偏小；

（3）①c、a；產生白色沉淀、品紅溶液褪色；②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3

【解析】

（1）樣品溶于水滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中無Fe3+；再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅，這說明有鐵離子產生，即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液顯紅色；

（2）①根據儀器構造可知B是干燥管；

②由于裝置中含有空氣，空氣能氧化硫酸亞鐵，所以加熱前需要排盡裝置中空氣，利用氮氣排出空氣，為了使生成的水蒸氣完全排除，應該先熄滅酒精燈再冷卻，然后關閉K1和K2，最后稱量，即正確的排序是dabfce；

③樣品的質量是m2－m1，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，根據鐵原子守恒可知，解得x＝；若實驗時按a、d次序操作，在加熱過程中硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導致m3增加，因此x偏小；

（3）①最終得到紅棕色固體，說明有氧化鐵生成，即分解過程發生了還原還原反應，根據化合價變化可知一定有SO2生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子結合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應該用氯化鋇，檢驗SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實驗現象是C中溶液變渾濁產生白色沉淀，D中品紅溶液褪色；

②根據以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3。