Question

绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，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m₁g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m₂g。按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是____。

②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．冷却到室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=____（列式表示）。

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K₁和K₂，缓缓通入N₂，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为____（填标号）。C、D有气泡，并可观察到的现象分别为____。

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

样品中没有Fe3+，Fe2+易被氧化为Fe3+ 球形干燥管 dabfce c、a 生成白色沉淀、品红溶液褪色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】

（1）根据Fe3+与SCN-反应溶液变红分析；

（2）①仪器B中装有固体干燥剂，所以B的名称为球形干燥管；

②装置应先通入N2，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，使装置冷却到室温后，再关闭K1和K2，进行称量。

③关系式法计算；

（3）该题中FeSO4分解后的红棕色的Fe2O3，由Fe元素化合价升高，可知S元素化合价必有降低，产物之一必为SO2，根据化合价升降守恒和原子守恒可推测另一产物为SO3，据此分析。

（1）溶液中先滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明绿矾样品中无Fe3+，硫酸亚铁与KSCN不反应；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，则溶液中有Fe3+生成，说明硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁，Fe3+与KSCN反应，使溶液变红；

答案：样品中没有Fe3+，Fe2+易被氧化为Fe3+

（2）①仪器B中装有固体干燥剂，所以B的名称为球形干燥管；

答案：球形干燥管；

②装置应先通入N2，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，使装置冷却到室温后，再关闭K1和K2，进行称量。所以操作步骤顺序为dabfce；

答案：dabfce

③结晶水的数目为x，m3-m1为FeSO4的质量，m2-m3为结晶水的质量；

FeSO4·xH2O～FeSO4～xH2O

152 18x

m3-m1 m2-m3

解得x=；

答案：

（3）①C、D中均有气泡冒出，则C中溶液为BaCl2，吸收生成的SO3，有白色沉淀生成，而SO2气体不反应，D中溶液为品红溶液，遇到SO2气体会褪色；

答案：c、a 生成白色沉淀、品红溶液褪色

②该题中FeSO4分解后的红棕色的Fe2O3，由Fe元素化合价升高，可知S元素化合价必有降低，产物之一必为SO2，根据化合价升降守恒和原子守恒可推测另一产物为SO3；硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑；

答案：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。