Question

（2013?蘭州一模）鐵是人體必須的微量元素，綠礬（FeSO₄?7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分．
（1）某同學以市售鐵屑（含少量氧化銅、氧化鐵等雜質）為原料制備純凈綠礬晶體．實驗步驟設計為：
①取一定量的鐵屑于燒杯，加入過量稀硫酸溶解．若該操作需用90mL  1mol/L的硫酸溶液，則配制時用到的玻璃儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還有兩種儀器分別是

膠頭滴管 100 mL容量瓶

．
②再向上述溶液中加入過量的鐵粉，讓其充分反應，然后過濾，再從濾液中通過操作a得到晶體，再用少量冰水洗滌獲得純凈的綠礬晶體．操作a的操作順序依次為：

蒸發濃縮

、冷卻結晶、

過濾

．得到的綠礬晶體再用少量冰水洗滌的目的是：除去晶體表面附著的硫酸等雜質；

降低洗滌過程中FeSO₄?7H₂O的損失

．
（2）制得的綠礬晶體由于保存不妥，容易被氧化．某同學想了解其是否被氧化．請你設計實驗證明綠礬晶體部分被氧化．

取少量樣品于試管中，加水溶解并分為兩份，向其中一份滴加KSCN溶液少量，溶液呈血紅色，向另外一份滴加少量KMnO₄酸性溶液，KMnO₄溶液褪色，則說明該樣品部分變質

（要求寫出實驗的步驟、現象、結論）．
（3）圖1是某同學利用手持技術，獲得8.34g FeS0₄?7H₂0樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫度變化的曲線）如圖所示．
①試確定78℃時固體物質M的化學式：

FeSO₄?4H₂O

．
②取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，得到一種紅棕色的物質Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質量相差16，寫出該反應的化學方程式

2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑

．
③該同學用圖2所示裝置設計實驗，驗證②中生成的氣態物質．
I．按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→

a→b→f→e→d

II．試劑X的名稱是

品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液

．

Answer 1

分析：（1）①依據溶液配制過程和實驗操作分析回答；
②溶液中得到溶質固體的方法是蒸發濃縮，結晶析出，過濾洗滌，干燥稱重；
（2）依據鐵離子和硫氰酸鉀反應生成血紅色溶液，亞鐵離子具有還原性被氧化的性質和反應現象分析設計實驗；
（3）①依據圖象數據和綠礬加熱失去結晶水質量變化計算分析判斷；
②依據隔絕空氣加熱至650℃，得到一種紅棕色的物質Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質量相差16判斷生成產物為氧化鐵，二氧化硫，三氧化硫．原子守恒配平化學方程式；
③依據分解產物中的氣體為二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫沸點較低冷卻后變為液體，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；

解答：解：（1）①配制溶液需要用到的 玻璃儀器是燒杯溶解，用玻璃棒攪拌加快溶解，沿玻璃棒引流轉移溶液到100ml容量瓶中，最后用教頭滴管丁刻度；
故答案為：膠頭滴管  100 mL容量瓶；
②溶液中加入過量的鐵粉，讓其充分反應，然后過濾，再從濾液中通過操作a得到晶體，再用少量冰水洗滌獲得純凈的綠礬晶體．操作a的操作順序依次為蒸發濃縮，結晶析出，過濾洗滌，干燥稱重；用少量冰水洗滌的目的是：除去晶體表面附著的硫酸等雜質，溫度低綠礬溶解度減小，降低洗滌過程中FeSO₄?7H₂O的損失；
故答案為：蒸發濃縮； 過濾； 降低洗滌過程中FeSO₄?7H₂O的損失；
（2）鐵離子和硫氰酸鉀反應生成血紅色溶液，亞鐵離子具有還原性能被高錳酸鉀溶液氧化，所以實驗設計為：取少量樣品于試管中，加水溶解并分為兩份，向其中一份滴加KSCN溶液少量，溶液呈血紅色，證明被氧化，向另外一份滴加少量KMnO₄酸性溶液，KMnO₄溶液褪色，說明含有亞鐵離子，則說明該樣品部分變質；
故答案為：取少量樣品于試管中，加水溶解并分為兩份，向其中一份滴加KSCN溶液少量，溶液呈血紅色，向另外一份滴加少量KMnO₄酸性溶液，KMnO₄溶液褪色，則說明該樣品部分變質；
（3）①依據圖象分析在78℃時固體質量變為6.72g，綠礬加熱失去結晶水，質量減小，設失去結晶水x個，則8.34g FeS0₄?7H₂0樣品物質的量=

8.34g

278g/mol

=0.03mol，
FeSO₄?7H₂O

△   .

FeSO₄?（7-x）H₂O+xH₂O
0.03mol                             0.03xmol
0.03xmol×18g/mol=8.34g-6.72g=1.62g
x=3
所以加熱到78℃時固體為FeSO₄?4H₂O
故答案為：FeSO₄?4H₂O；
②晶體全部失去結晶水得到固體質量為8.34g-0.03mol×7×18g/mol=4.56g；對應溫度為633°C；取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，結晶水乙全部失去，硫酸亞鐵受熱分解得到一種紅棕色的物質Q判斷為Fe₂O₃，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質量相差16，判斷為SO₂，SO₃，所以反應的化學方程式為：2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
故答案為：2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
③Ⅰ、②中生成的氣態物質為二氧化硫和三氧化硫氣體，三氧化硫沸點較低冷卻后變為液體，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；裝置連接順序為：c→a→b→f→e→d
故答案為：a→b→f→e→d；  
Ⅱ、試劑X的名稱可以是利用二氧化硫的漂白性選擇品紅溶液驗證，也可以選擇溴水或高錳酸鉀溶液利用氧化性氧化二氧化硫反應褪色驗證；
故答案為：品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液；

點評：本題考查了溶液配制過程的操作要求，溶液中得到溶質固體的實驗方法，離子檢驗的實驗方法設計，圖象分析計算，實驗驗證的裝置連接原理，二氧化硫性質的應用，題目中和想較大．