Question

某化学兴趣小组对绿矾(FeSO₄•xH₂O)的性质进行探究，进行以下实验：

（1）绿矾溶液的性质：取少量绿矾样品，在试管中加水溶解，滴加KSCN溶液，无明显现象。用力震荡后静置，溶液逐渐变红。所以实验室在保存绿矾溶液时，需要加入铁粉。用离子方程式解释加入铁粉的原因___。

（2）测定绿矾中结晶水的含量：称量两端带开关K₁和K₂的石英玻璃管(装置A)的质量，记为m₁g。向石英玻璃管中装入一定量的样品，再次称量装置A的质量，记为m₂g。按如图连接好装置进行实验(夹持仪器已略去)。

①仪器B的名称是___；

②实验时下列操作步骤次序正确的是：d→a→___→e(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m₃g。

a.点燃酒精灯，加热    b.熄灭酒精灯    c.关闭K₁和K₂    d.打开K₁和K₂，缓缓通入N₂    e.称量A    f.冷却至室温

③根据实验记录数据，绿矾化学式中x=___。

实验时，如果按a→d→...的次序操作，则x的测定结果___(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

（3）探究硫酸亚铁的分解产物：将实验（2）中已恒重的装置A接入如图所示的装置中，打开K₁和K₂，缓缓通入N₂，加热。实验结束后，反应管中残留固体为红色粉末。

①C中的溶液为___(填标号)，D中可观察到的现象：有气泡冒出、___。

a.品红    b.NaOH    c.BaCl₂    d.Ba(NO₃)₂    e.浓H₂SO₄

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式___。

Answer

2Fe3++Fe=3Fe2+ 干燥管 bfc 偏小 c 品红褪色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】

（1）亚铁离子不稳定，易被空气中氧气氧化生成铁离子；

（2）①根据仪器的图形可判断仪器名称；

②实验时，为避免亚铁被氧化，应先通入氮气，冷却时注意关闭开关，冷却至室温再称量固体质量的变化；

③直至A恒重，记为m3 g，应为FeSO4和装置的质量，则m（FeSO4）=（m3-m1）。m（H2O）=（m2-m3），以此计算n（H2O）、n（FeSO4），结晶水的数目等于；若实验时按a、d次序操作，会导致硫酸亚铁被氧化；

（3）硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，C为氯化钡，用于检验SO3，D为品红，可用于检验SO2。

根据题意可知，能使KSCN溶液变红，则是被氧化后的，因此实验室保存绿矾溶液时，加入铁粉，是为了防止被氧化为，即将溶液中的转化为，离子方程式为：；

由仪器的图形可知B为干燥管；

实验时，为了避免亚铁离子被氧化，应先通入氮气，冷却时注意关闭开关，防止氧气进入，冷却至室温再称量固体质量的变化，则正确的顺序为dabfce；

直至A恒重，记为 g，应为和装置的质量，则，，则、，结晶水的数目等于，若实验时按a、d次序操作，会导致硫酸亚铁被氧化，则导致固体质量偏大，测定结果偏小；

实验后反应管中残留固体为红色粉末，说明生成，则反应中Fe元素化合价升高，S元素化合价应降低，则一定生成，可知硫酸亚铁高温分解可生成、、，C为氯化钡，用于检验，可观察到产生白色沉淀，D为品红，可用于检验，品红褪色；

硫酸亚铁高温分解可生成、、，方程式为。