Question

某學習小組擬通過實驗探究綠礬（FeSO₄·7H₂O）熱分解的產物。
【實驗前準備】
（1）理論分析  小組成員從理論上分析，認為下列分解產物不可能的是           。
a．Fe₂O₃、SO₃、H₂O                         b．Fe₂O₃、SO₂、SO₃、H₂O
c．FeO、Fe₂O₃、SO₂、SO₃、H₂O
（2）查閱資料 常壓下SO₃熔點16．8℃，沸點44．6℃
【實驗探究】
針對以上可能的組合猜想，該學習小組設計如下圖所示的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

（3）實驗過程
①儀器連接后，檢查裝置A與B氣密性的操作為                                              。
②取一定量綠礬固體置于A中，通入N₂以驅盡裝置內的空氣，關閉k，用酒精燈加熱
雙通管。
③觀察到A 中固體逐漸變紅棕色，B中試管收集到無色液體，C中溶液褪色。
④待A中反應完全并冷卻至室溫后，取少量反應后固體于試管中，加入硫酸溶解，取
少量滴入幾滴KSCN溶液，溶液變紅色。
⑤往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁。
( 4）實驗結果分析
結論1：B中收集到的液體是                  。
結論2：C中溶液褪色，可推知產物中有                   。
結論3：綜合分析上述實驗③和④可推知固體產物一定有Fe₂O₃。
【實驗反思】
（5）請指出該小組設計的實驗裝置的明顯不足：                                              。
（6）分解后的固體中可能含有少量FeO，取上述實驗④中鹽酸溶解后的溶液少許于試管中，
選用一種試劑鑒別，該試劑最合適的是          。
a．氯水和KSCN溶液     b．酸性KMnO₄溶液      c． H₂O₂     d． NaOH溶液

Answer 1

（1） a （2分）
（3）①關閉K，向C中加水至浸沒導管口，微熱雙通管，觀察到C中導管口有氣泡連續放出，表明AB裝置氣密性良好。
（4）H₂SO₄溶液 （2分）  SO₂ （1分）
（5）在C裝置后增加一套尾氣處理裝置 （2分）
（6）b （2分）

解析試題分析：（1）加熱FeSO₄·7H₂O發生氧化還原反應，氧化劑中有元素化合價降低，還原劑中有元素化合價升高，b、c項都有元素化合價的升高和降低，a中只有Fe元素化合價的升高，沒有化合價的降低，故a項不可能。
（3）①利用加熱時，氣體體積膨脹檢驗裝置的氣密性，所以檢查裝置A與B氣密性的操作為:關閉K，向C中加水至浸沒導管口，微熱雙通管，觀察到C中導管口有氣泡連續放出，表明AB裝置氣密性良好。
（4）往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁，說明B中收集到的液體是H₂SO₄溶液；C中溶液時品紅溶液褪色，說明加熱FeSO₄·7H₂O有SO₂產生。
（5）加熱FeSO₄·7H₂O產生有毒的SO₂，該裝置沒有尾氣處理裝置，所以應在C裝置后增加一套尾氣處理裝置。
（6）分解后的固體中可能含有少量FeO，取上述實驗④中鹽酸溶解后的溶液少許于試管中，Fe²⁺能使酸性KMnO₄溶液褪色，所以最合適的為b項。
考點：本題考查氧化還原反應原理及應用、實驗基本操作、物質和離子的檢驗、實驗方案的設計及評價。