Question

硫酸亚铁是重要的亚铁盐，在农业上用作农药，主要治小麦黑穗病，还可以用作除草剂；在工业上用于染色、制造蓝黑墨水和木材防腐等。

（1）新制的绿矾（FeSO₄·7H₂O）是浅绿色的，但在空气中极易变成黄色或铁锈色的碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]，写出该反应的化学方程式：                                                。

（2）已知FeSO₄在不同条件下分解得到产物不同，可能是FeO和SO₃，也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂；

SO₃熔点是16.8℃，沸点是44.8℃。

某研究性学习小组拟用下列装置进行实验探究“在加热条件下FeSO₄的分解产物”。

上述装置Ⅲ和Ⅳ用来检验气体产物。试回答下列问题：

①Ⅱ装置烧杯中水的温度应控制在      （选填“0℃、25℃、50℃”），装置Ⅱ的作用是            。

②装置Ⅲ中的试剂可以是        （选填序号，下同），现象是              ，则证明气体产物中含有SO₂； 装置Ⅳ中的试剂可以是          。

A. 2 mol/LNa₂CO₃溶液

B. 品红溶液

C. 0.5 mol/L BaCl₂溶液 

D. 0.5 mol/LBa(NO₃)₂

E. 0.01 mol/L KMnO₄溶液

F. 淀粉碘化钾溶液

③装置V中试剂为NaOH溶液，发生反应的离子方程式为                            。

④为了检验固体产物成分，取反应后的固体于试管中，加稀硫酸溶解，将所得溶液分成两份，进行如

下实验：

操作步骤	预期实验现象	预期实验结论
向其中一份溶液中加入               。		固体中含有Fe2O3
向另一份溶液中滴加2滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液。	产生蓝色沉淀

⑤若用22.8 g FeSO₄固体做实验，完全分解后，得到11.2 g固体，其中Fe₂O₃的质量分数=          

（精确到0.1%）

Answer

（1）4（FeSO4·7H2O）+ O2= 4Fe(OH)SO4 + 26H2O

（2）① 50℃，防止产生倒吸（或“用作安全瓶”）

② C， 产生白色沉淀， B、E

③ SO2 + 2OHˉ=SO32ˉ+ H2O

④

操作步骤

预期实验现象

预期实验结论

KSCN溶液(或硫氰化钾溶液)

溶液变成血红色

固体中含有FeO

⑤ 35.7%

【解析】

试题分析：（1）Fe2+有还原性，容易被空气中的氧气氧化为Fe3+. 根据题意该反应的化学方程式为4（FeSO4·7H2O）+ O2= 4Fe(OH)SO4 + 26H2O。（2）①反应的产物Fe2O3留在试管中，而SO2、SO3则以气体的形式从试管中出来，若Ⅱ装置烧杯中水的在0℃、25℃，SO3就会变为固体单质，导致装置中的气体压强变小，而引起倒吸现象的反应。因此Ⅱ装置温度应控制在50℃就可以保证SO3的气态形式。Ⅱ装置的作用就是防止产生倒吸（或“用作安全瓶”）。 ②无论是哪种分解方式都会产生SO3，SO3溶于水产生硫酸。所以装置Ⅲ中的试剂可以是C（BaCl2），反应的离子方程式为：Ba2++SO42-=BaSO4↓。会看到产生白色沉淀。若要证明气体产物中含有SO2，可以利用其漂白性，把气体通入品红溶液中，看到品红溶液褪色；或利用其还原性，把气体通入到酸性高锰酸钾溶液。看见溶液的紫色褪去。因此装置Ⅳ中的试剂可以是B、E。③SO2是大气污染物，在排放到空气之前要进行尾气处理。因为它的水溶液显酸性，所以常用碱溶液来吸收处理，若装置V中试剂为NaOH溶液，发生反应的离子方程式为SO2 + 2OHˉ =SO32ˉ+ H2O 。④若固体是Fe2O3，加入硫酸时发生反应：Fe2O3+3H2SO4= Fe2 (SO4) 3+3H2O.产生的Fe3+遇到SCN-溶液时会发生颜色变化产生血红色的Fe(SCN)3. 若向另一份溶液中滴加2滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。则证明含有固体中含有FeO。反应的离子方程式为FeO+4H+= Fe2++H2O. 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 ↓. Fe3[Fe(CN)6]2是蓝色难溶性的物质。⑤n (FeSO4)=22.8 g÷152 g/mol =0.15mol., 假设所得固体中Fe2O3的质量为x,FeO质量为y,则x+y=11.2; 2x÷160+ y÷72=0.15解得x=4 ;y-7.2,所以Fe2O3的质量分数为(4÷11.2)×100%=35.7%.

考点：考查Fe2+的性质、离子方程式的书写、尾气的处理、Fe2+ 和Fe3+、SO3和SO2的检验方法、试剂的选择与使用及混合物中某成分含量的测定等知识。