Question

【題目】綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)如何用實(shí)驗(yàn)證明綠礬中的鐵是二價(jià)鐵而不是三價(jià)鐵_______。

(2)為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開(kāi)關(guān)K1和K2）（設(shè)為裝置A）稱(chēng)重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱(chēng)重，記為m2g。按如圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①儀器B的名稱(chēng)是________。

②將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序_______（填標(biāo)號(hào)）；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。

a.點(diǎn)燃酒精燈，加熱 b.打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ?/span>N2 c.關(guān)閉K1和K2

d.熄滅酒精燈 e.稱(chēng)量A f.冷卻到室溫

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=_______(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、b次序操作，則使x_______（填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”）。

(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入如圖所示的裝置中，打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ?/span>N2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。

①C中的溶液為BaCl2，其作用是______。D溶液為______，D中可觀(guān)察到的現(xiàn)象為_______。

②寫(xiě)出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

③有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)裝置存在一定缺陷，請(qǐng)你談?wù)勍晟圃撛囼?yàn)裝置的措施____。

Answer 1

【答案】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(wú)明顯變化。再向試管中滴加氯水，溶液變紅�？梢宰C明樣綠礬中的鐵是二價(jià)鐵而不是三價(jià)鐵 干燥管 badfce 偏小 檢驗(yàn)生成了SO3 品紅溶液 品紅溶液褪色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 加一個(gè)裝有氫氧化鈉溶液的尾氣處理裝置

【解析】

(1)亞鐵離子不能與KSCN溶液變?yōu)榧t色，鐵離子與KSCN溶液變?yōu)檠�紅色；

(2)①根據(jù)儀器的圖形可判斷儀器名稱(chēng)；

②實(shí)驗(yàn)時(shí)，為避免亞鐵被氧化，應(yīng)先通入氮?dú)猓�再點(diǎn)燃酒精燈，待物質(zhì)完全分解后熄滅酒精燈，再冷卻至室溫，冷卻時(shí)注意關(guān)閉開(kāi)關(guān)，冷卻至室溫后再稱(chēng)量固體質(zhì)量的變化；

③直至A恒重，記為m3g，應(yīng)為FeSO4和裝置的質(zhì)量，則m(FeSO4)=(m3-m1)。m(H2O)=(m2-m3)，以此計(jì)算n(H2O)、n(FeSO4)，結(jié)晶水的數(shù)目等于，若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，會(huì)導(dǎo)致硫酸亞鐵被氧化；

(3)硫酸亞鐵高溫分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，C為氯化鋇，用于檢驗(yàn)SO3，D為品紅，可用于檢驗(yàn)SO2，SO3、SO2都是大氣污染物，應(yīng)該有尾氣處理裝置。

(1)證明綠礬中的鐵是二價(jià)鐵而不是三價(jià)鐵的方法是在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，然后滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯變化，說(shuō)明溶液中無(wú)Fe3+，然后再向試管中滴加氯水，溶液變紅就證明滴加氯水后反應(yīng)產(chǎn)生了Fe3+，從而可以證明樣綠礬中的鐵是二價(jià)鐵而不是三價(jià)鐵；

(2)①由儀器的圖形可知B為干燥管；

②實(shí)驗(yàn)時(shí)，為避免亞鐵被氧化，應(yīng)先打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ?/span>N2，排出裝置中的空氣，防止空氣中水蒸氣的干擾，然后點(diǎn)燃酒精燈，使綠礬發(fā)生分解反應(yīng)，待物質(zhì)完全分解后，熄滅酒精燈，冷卻至室溫，關(guān)閉K1和K2，再稱(chēng)量固體質(zhì)量的變化，則正確的順序?yàn)?/span>badfce；

③直至A恒重，記為m3 g，應(yīng)為FeSO4和裝置的質(zhì)量，則m(FeSO4)=(m3-m1)，m(H2O)=(m2-m3)，則n(H2O)=；n(FeSO4)=，故結(jié)晶水的數(shù)目等于n==；

若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，會(huì)導(dǎo)致硫酸亞鐵被氧化，則導(dǎo)致固體質(zhì)量偏大，測(cè)定結(jié)果偏��；

(3)①實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末，說(shuō)明FeSO4分解生成Fe2O3，反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)升高，則S元素化合價(jià)應(yīng)降低，則一定生成SO2，可知硫酸亞鐵高溫分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，C為氯化鋇溶液，用于檢驗(yàn)SO3，SO3溶于水反應(yīng)產(chǎn)生H2SO4，H2SO4與BaCl2溶液反應(yīng)產(chǎn)生BaSO4白色沉淀，D為品紅溶液，可用于檢驗(yàn)SO2，觀(guān)察到品紅溶液褪色；

②硫酸亞鐵高溫分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，共用電子守恒、原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑；

③該反應(yīng)分解產(chǎn)生的SO3、SO2都是大氣污染物，因此該實(shí)驗(yàn)裝置存在一定缺陷，完善該試驗(yàn)裝置的措施是在裝置D后面加一個(gè)裝有氫氧化鈉溶液的尾氣處理裝置，就可以吸收SO3、SO2，避免產(chǎn)生的污染。