Question

绿矾化学式可以用FeSO₄•xH₂O表示，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:

(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知:______、____________。

(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K₁和K₂)(设为装置A)称重，记为mg。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为ng。按下图连接好装置进行实验。

①将下列实验操作步骤正确排序_______(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为Pg。

a.称量A          b.关闭K₁和K₂      c.点燃酒精灯，加热 d.冷却至室温

e.打开K₁和K₂，缓缓通入N₂            f.熄灭酒精灯

②根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目=__________(列式表示)。若实验时按c、e次序操作，则使x_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)在蒸馏釜中隔绝空气煅烧绿矾，将蒸气冷却可制得一种无色粘稠的液体“绿矾油”，蒸馏釜中剩余的固体为红棕色。绿矾油中溶质的化学式为______________。

(4)用下图装置模拟(3)中蒸馏釜中反应并检验产物，煅烧绿矾一段时间后，发现D中U 型管出现无色粘稠的液体，b中品红溶液褪色。

已知:三氧化硫的熔点为16.8℃，沸点为44.8℃

①A中提供热源的仪器名称:______,上述装置正确的连接顺序A→___________ (用大写字母表示)。

②写出煅烧绿矾的化学方程式_____________。

③实验过程中不宜加入过多绿矾，主要原因是_____________________。

Answer

样品中没有三价铁（或样品没有变质） 二价铁易被氧气氧化为三价铁 ecfdba 偏小 H2SO4 酒精喷灯 D→E→B→C 2FeSO4·xH2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+2xH2O↑ 产生SO3和浓硫酸会导致导管或D 置中U型管堵塞

【解析】(1)溶液中先滴加溶液，溶液颜色无明显变化，说明绿矾样品中无，硫酸亚铁与不反应；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，则溶液中有生成，说明硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁，与反应，使溶液变红。答案：样品中没有三价铁（或样品没有变质） 二价铁易被氧气氧化为三价铁。

（2）①装置应先通入，排净装置中的空气，再点燃酒精灯，开始反应，反应结束后先熄灭酒精灯，再关闭和，使装置冷却到室温后，进行称量。所以操作步骤顺序为ecfdba。

②结晶水的数目为，则存在 = ，故解得X=；答案：

若实验时先点燃酒精灯进行反应，再打开开关，通入，则A中固体会与空气先反应，加热过程中硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致p增大，所以值会偏小。答案：偏小。

(3)在蒸馏釜中隔绝空气煅烧绿矾，将蒸气冷却可制得一种无色粘稠的液体“绿矾油”，因为浓硫酸为粘稠状液体，所以粘稠的液体“绿矾油应为浓硫酸。绿矾油中溶质的化学式为H2SO4。答案：H2SO4。

（4）①A中提供热源的仪器名称: 酒精喷灯。煅烧绿矾装置为A，之后冷却蒸气的装置为D，将不能冷却的气体用E过渡，并在B中检验其性质，最后用C处理尾气。所以装置连接顺序应为。本题正确答案：酒精喷灯 D→E→B→C 。

②煅烧绿矾，将蒸气冷却后生成，又生成可使品红溶液褪色的气体，蒸馏釜中剩余的固体为红棕色的，所以煅烧绿矾的化学方程式为2FeSO4·xH2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+2xH2O↑答案：2FeSO4·xH2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+2xH2O↑

③加入过多绿矾，产生的产生SO3的熔点为16.8，浓硫酸的熔点10.37在冰水混合物中都是固体会导致导管或D 置中U型管堵塞。本题答案：产生SO3和浓硫酸会导致导管或D 置中U型管堵塞。