Question

硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂]是一种重要的化工原料，用途十分广泛。它可以作净水剂，在无机化学工业中，它是制取其它铁化合物的原料。

【査阅资料】隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。

【实验探究】某化学小组选用下图所示部分装置进行实验（部分夹持装置略）

（1）验证分解产物中含有氨气和水蒸气，并探究残留固体成分。

①所选用装置的正确连接顺序为____________________（填装置的字母序号）。

②A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体仅为Fe₂O₃，而不含 FeO 或 Fe₃O₄：________________________。

（2）探究分解产物中的硫氧化物，连接装置A—E—F—B进行实验。

①实验过程中观察到：E中没有明显现象，F中溶液褪色，据此得出的结论是__________。

②实验证明(NH₄)₂Fe(SO₄)₂受热分解除上述产物外，还有N₂生成，写出A中反应的化学方程式_____________________________________________。

（3）已知BaSO₃、BaSO₄均难溶于水，化学小组利用上述实验分离出的SO₂气体，进行与可溶性钡盐溶液反应的探究实验。

序号	步骤	现象
I	向上述装置内充SO2气体	G中：有气泡冒出，产生白色沉淀；H中：有气泡冒出，产生白色沉淀；液面上方先略显红棕色，后逐渐消失
Ⅱ	从G、H中过滤出白色沉淀，分别加入稀盐酸中	G、H中的白色沉淀均不溶解

①步骤Ⅱ的现象说明实验中产生的白色沉淀是__________（填化学式）。

②关于G中有白色沉淀产生的原因，你认为可能是由于_________________________________。

③写出H中发生反应的离子方程式_________________________________。

Answer

ABCD 取A中少量残留固体，加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体仅为Fe2O3，而不是FeO或Fe3O4。（或加入铁氯化钾溶液，有蓝色沉淀） 分解产物中有SO2，没有SO3 2(NH4)2Fe(SO4)2 Fe3O4+4SO3↑+2NH 3↑+N2↑+5H2O BaSO4 装置中的氧气参加了反应 3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+

【解析】（1）①验证分解产物中含有氨气和水蒸气，为防止后面溶液干扰必须先检验水蒸气，用C中无水硫酸铜检验，再用碱石灰除去水，用含酚酞的水检验氨气，故顺序是ACBD；②氧化铁中没有二价铁，氧化亚铁和四氧化三铁中都含有亚铁离子，可使高锰酸钾褪色，故可加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4；（2）①SO3遇盐酸酸化的氯化钡会产生白色沉淀，而E中没有明显现象，说明产物中没有SO3，二氧化硫能使品红褪色，F中溶液褪色，故含有二氧化硫；②据以上分析产物中含有，Fe2O3、4SO2、2NH3、N2和5H2O，故方程式为：2(NH4)2Fe(SO4)2 Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O；（3）①步骤Ⅱ加入酸后白色沉淀不溶解，则说明白色沉淀是BaSO4；关于G中有白色沉淀产生的原因可能是②装置中的氧气参加了反应，将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀；③H中硝酸根离子将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，而自身被还原为一氧化氮，产生的硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，则发生反应的离子方程式为：3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+。