问题 实验题

硫酸亚铁是重要的亚铁盐,在农业上用作农药,主要治小麦黑穗病,还可以用作除草剂;在工业上用于染色、制造蓝黑墨水和木材防腐等。

(1)新制的绿矾(FeSO4·7H2O)是浅绿色的,但在空气中极易变成黄色或铁锈色的碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4],写出该反应的化学方程式:                                               

(2)已知FeSO4在不同条件下分解得到产物不同,可能是FeO和SO3,也可能是Fe2O3、SO3和SO2

SO3熔点是16.8℃,沸点是44.8℃。

某研究性学习小组拟用下列装置进行实验探究“在加热条件下FeSO4的分解产物”。

上述装置Ⅲ和Ⅳ用来检验气体产物。试回答下列问题:

①Ⅱ装置烧杯中水的温度应控制在     (选填“0℃、25℃、50℃”),装置Ⅱ的作用是           

②装置Ⅲ中的试剂可以是       (选填序号,下同),现象是             ,则证明气体产物中含有SO2; 装置Ⅳ中的试剂可以是         

A.2 mol/LNa2CO3溶液

B.品红溶液

C.0.5 mol/LBaCl2溶液

D.0.5 mol/LBa(NO3)2E. 0.01 mol/LKMnO4溶液

F. 淀粉碘化钾溶液

③装置V中试剂为NaOH溶液,发生反应的离子方程式为                           

④为了检验固体产物成分,取反应后的固体于试管中,加稀硫酸溶解,将所得溶液分成两份,进行如

下实验:

操作步骤预期实验现象预期实验结论
向其中一份溶液中加入   

          

                                固体中含有Fe2O3
向另一份溶液中滴加2滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液。        产生蓝色沉淀                           
 

⑤若用22.8 g FeSO4固体做实验,完全分解后,得到11.2 g固体,其中Fe2O3的质量分数=          

(精确到0.1%)

答案

(1)4(FeSO4·7H2O)+ O2= 4Fe(OH)SO4 + 26H2O

(2)①50℃,防止产生倒吸(或“用作安全瓶”)

②C, 产生白色沉淀, B、E

③ SO2 + 2OHˉ=SO32ˉ+ H2O

操作步骤预期实验现象预期实验结论
KSCN溶液(或硫氰化钾溶液)      溶液变成血红色     
             固体中含有FeO
 

⑤35.7%

题目分析:(1)Fe2+有还原性,容易被空气中的氧气氧化为Fe3+. 根据题意该反应的化学方程式为4(FeSO4·7H2O)+ O2= 4Fe(OH)SO4 + 26H2O。(2)①反应的产物Fe2O3留在试管中,而SO2、SO3则以气体的形式从试管中出来,若Ⅱ装置烧杯中水的在0℃、25℃,SO3就会变为固体单质,导致装置中的气体压强变小,而引起倒吸现象的反应。因此Ⅱ装置温度应控制在50℃就可以保证SO3的气态形式。Ⅱ装置的作用就是防止产生倒吸(或“用作安全瓶”)。 ②无论是哪种分解方式都会产生SO3,SO3溶于水产生硫酸。所以装置Ⅲ中的试剂可以是C(BaCl2),反应的离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓。会看到产生白色沉淀。若要证明气体产物中含有SO2,可以利用其漂白性,把气体通入品红溶液中,看到品红溶液褪色;或利用其还原性,把气体通入到酸性高锰酸钾溶液。看见溶液的紫色褪去。因此装置Ⅳ中的试剂可以是B、E。③SO2是大气污染物,在排放到空气之前要进行尾气处理。因为它的水溶液显酸性,所以常用碱溶液来吸收处理,若装置V中试剂为NaOH溶液,发生反应的离子方程式为SO2 + 2OHˉ =SO32ˉ+ H2O 。④若固体是Fe2O3,加入硫酸时发生反应:Fe2O3+3H2SO4= Fe2 (SO4) 3+3H2O.产生的Fe3+遇到SCN-溶液时会发生颜色变化产生血红色的Fe(SCN)3. 若向另一份溶液中滴加2滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀。则证明含有固体中含有FeO。反应的离子方程式为FeO+4H+= Fe2++H2O. 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 ↓. Fe3[Fe(CN)6]2是蓝色难溶性的物质。⑤n (FeSO4)="22.8" g÷152 g/mol ="0.15mol.," 假设所得固体中Fe2O3的质量为x,FeO质量为y,则x+y="11.2;" 2x÷160+ y÷72=0.15解得x="4" ;y-7.2,所以Fe2O3的质量分数为(4÷11.2)×100%=35.7%.2+的性质、离子方程式的书写、尾气的处理、Fe2+和Fe3+、SO3和SO2的检验方法、试剂的选择与使用及混合物中某成分含量的测定等知识。

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