Question

实验小组用如图装置探究FeSO₄固体受热分解的产物。

已知：

物质	熔点/℃	沸点℃
SO2	-72	-10
SO3	16.8	44.8

实验过程和现象为：

步骤	实验过程	实验现象
①	通入一段时间N2后关闭活塞K，充分加热	A中固体变为红棕色，B中有白色沉淀，D试管中有无色液体
②	用带火星的木条靠近装置D的导管口	木条不复燃
③	充分反应，停止加热，打开活塞K继续通入N2，至装置冷却，取A中固体，加足量盐酸	固体溶解，溶液呈黄色
④	将③所得溶液滴入D试管中	溶液变为浅绿色

(1)步骤①中通入N₂的目的是_________；

(2)步骤③和步骤④中发生反应的离子方程式分别为________ ，________；

(3)本实验中FeSO₄分解的产物是________；

(4)对在步骤①装置D中收集到的物质，列举一种检验方法_______。

Answer

排尽装置内的空气，以免干扰实验 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2H2O+2Fe3++SO2=2Fe2+++4H+ Fe2O3 SO2 SO3 取品红溶液少量于试管，滴加D中的无色液体，振荡，观察到品红溶液褪色；再对试管进行加热，发现品红溶液颜色恢复，说明为SO2

【解析】

通入一段时间N2，加热，A中固体变为红棕色为分解生成的氧化铁，B中有白色沉淀是生成，该沉淀只能为硫酸钡沉淀，说明生成了三氧化硫气体；D试管中有无色液体，SO2熔点-72℃，沸点-10℃，D试管中有无色液体为二氧化硫，用带有火星的木条靠近装置D的导管口，木条不复燃，说明分解过程中没有氧气生成，充分反应，停止加热，冷却后，取A中固体，加盐酸固体溶解，溶液呈黄色，说明溶液中存在铁离子，证明生成了氧化铁，将③所得溶液滴入D试管中，溶液变为浅绿色，说明铁离子被二氧化硫还原生成了亚铁离子，据此分析解答。

(1)通入氮气可以排出装置中的空气，避免硫酸亚铁被空气中氧气氧化，影响硫酸亚铁分解产物的推断，故答案为：排尽装置内空气，以免干扰实验；

(2)根据上述分析，步骤③是氧化铁被盐酸溶解，反应的离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，步骤④是三价铁离子被二氧化硫还原，反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+；

(3)根据上述分析，本实验中FeSO4分解的产物是Fe2O3、SO2、SO3，故答案为：Fe2O3、SO2、SO3；

(4)步骤①装置D中收集到的物质为二氧化硫，二氧化硫可以用品红溶液检验。具体操作为：取少量品红溶液于试管中，滴加D中的无色液体，振荡，观察到品红溶液褪色；再对试管进行加热，发现品红溶液颜色恢复，说明为SO2，故答案为：取少量品红溶液于试管中，滴加D中的无色液体，振荡，观察到品红溶液褪色；再对试管进行加热，发现品红溶液颜色恢复，说明为SO2。