Question

硫酸亚铁铵晶体[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O]比FeSO₄稳定，不易被氧气氧化，常用于代替FeSO₄作分析试剂。某小组尝试制备少量(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O并探究其分解产物。

I．制备硫酸亚铁铵晶体的流程如下：

(1)铁屑溶于稀硫酸的过程中，适当加热的目的是_________。

(2)将滤液转移到_________中，迅速加入饱和硫酸铵溶液，直接加热蒸发混合溶液，观察到_________停止加热。蒸发过程保持溶液呈较强酸性的原因是_________。

Ⅱ．查阅资料可知，硫酸亚铁铵晶体受热主要发生反应：

____(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O=____Fe₂O₃+____SO₂↑+____NH₃↑+____N₂↑+____H₂O

但伴有副反应发生，生成少量SO₃和O₂。设计以下实验探究部分分解产物：

(3)配平上述分解反应的方程式。

(4)加热过程，A中固体逐渐变为_______色。

(5)B中迅速产生少量白色沉淀，反应的离子方程式为______。

(6)C的作用是_________。

(7)D中集气瓶能收集到O₂,____ (填“能”或“不能”)用带火星木条检验。

(8)上述反应结来后，继续证明分解产物中含有NH₃的方法是_________。

Answer

加快反应速率 蒸发皿 有晶膜出现（或大量固体出现时） 防止硫酸亚铁水解 2 1 4 2 1 5 红棕 Ba2+＋SO3＋H2O＝BaSO4↓＋2H+（说明：分步写也给分2Ba2+＋2SO2＋O2＋2H2O＝2BaSO4↓＋4H+也给分） 检验产物中是否含有SO2 不能 取B中少量溶液于试管中，滴加少量NaOH溶液并加热，能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体

【解析】

I.(1) 适当加热使溶液温度升高，可加快反应速率；

(2)加入饱和的硫酸铵溶液后直接加热蒸发，加热溶液至有晶膜出现（或大量固体出现时），停止加热；溶液一直保持强酸性防止硫酸亚铁水解；

Ⅱ．(3)根据化合价升降法配平；

(4) 加热过程，A逐渐变为氧化铁；

(5) B为酸性溶液，二氧化硫、氧气与氯化钡反应生成少量硫酸钡白色沉淀；

(6)C中品红溶液可以二氧化硫反应，导致溶液褪色；

(7)D中集气瓶能收集到SO2和少量的O2；

(8)溶液B显酸性，氨气能够在此装置中被吸收，检验B中是否含有铵根离子即可。

I.(1) 适当加热使溶液温度升高，可加快反应速率；

(2)加入饱和的硫酸铵溶液后直接加热蒸发，则滤液转移到蒸发皿中；加热溶液至有晶膜出现（或大量固体出现时），停止加热，利用余热进行蒸发结晶；为防止硫酸亚铁水解，溶液一直保持强酸性；

Ⅱ．(3)反应中Fe的化合价由+2变为+3，N的化合价由-3变为0，S的化合价由+6变为+4，根据原子守恒，硫酸亚铁铵的系数为2，SO2的系数为4，则电子转移总数为8，Fe得到2个电子，产生1个氮气，得到6个电子，则系数分别为2、1、4、2、1、5；

(4) 加热过程，A逐渐变为氧化铁，固体为红棕色；

(5) B为酸性溶液，二氧化硫、氧气与氯化钡反应生成少量硫酸钡白色沉淀，离子方程式为2Ba2+＋2SO2＋O2＋2H2O＝2BaSO4↓＋4H+；

(6)C中品红溶液可与二氧化硫反应，导致溶液褪色，则可检验二氧化硫的存在；

(7)D中集气瓶能收集到SO2和少量的O2，不能使带火星的木条燃烧；

(8)溶液B显酸性，氨气能够在此装置中被吸收，检验B中是否含有铵根离子即可，方法为取B中少量溶液于试管中，滴加少量NaOH溶液并加热，能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。