Question

將綠礬（FeSO₄?7H₂O）隔絕空氣條件下強熱分解，已知產(chǎn)物全部為氧化物，為探究綠礬分解的反應產(chǎn)物，某同學進行了以下實驗：
實驗一：為探究固體產(chǎn)物中Fe元素的價態(tài)，該同學將固體產(chǎn)物溶于足量的稀H₂SO₄得到相應溶液，進行以下猜想和實驗

猜想	實驗操作	預期現(xiàn)象
猜想一：Fe元素只顯   價；	①向所得溶液中滴入KSCN 溶液； ②向稀酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液．	KSCN溶液無明顯現(xiàn)象 稀酸性KMnO4溶液顏色   ；
猜想二：Fe元素只顯   價；		稀酸性KMnO4溶液顏色   ；
猜想三：Fe元素既有+2價又有+3價．		KSCN溶液呈   色； 稀酸性KMnO4溶液顏色   ．

實驗二：為進一步探究該反應的產(chǎn)物，進行了如下圖所示的實驗

①實驗開始時，點燃B處酒精噴燈之前應先打開A處活塞通CO₂，其目的是

 

；
②裝置圖中C的作用是

 

；
③該組同學稱取了55.6克綠礬按如圖裝置進行試驗，待綠礬分解完全后，測得D瓶中沉淀的質(zhì)量為23.3克，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以得知，綠礬分解的化學方程式為：

 

；
④該組同學設計的裝置存在著一個明顯的缺陷是

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,二價Fe離子和三價Fe離子的檢驗

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：實驗一、根據(jù)Fe元素有+2價、+3價來分析；依據(jù)二價鐵可以還原高錳酸鉀溶液為無色，鐵離子和硫氰酸鉀溶液反應生成血紅色溶液設計實驗分析判斷；
實驗二、①實驗開始時，點燃B處酒精噴燈之前應先打開A處活塞通CO₂，目的是趕凈空氣避免影響測定結(jié)果；
②裝置C是安全瓶起到防倒吸的作用；
③55.6克的綠礬，物質(zhì)的量是0.2摩爾，其中，A中產(chǎn)生的二氧化碳是不會和氯化鋇反應生成沉淀的，二氧化硫也不和氯化鋇產(chǎn)生沉淀，二氧化硫也不和氯化鋇產(chǎn)生沉淀．所以，產(chǎn)生的沉淀就只能是硫酸鋇，也就是說，一定會有三氧化硫產(chǎn)生．根據(jù)沉淀的質(zhì)量是23.3克，所以硫酸鋇的物質(zhì)的量是0.1摩爾，所以產(chǎn)生的三氧化硫是0.1摩爾，根據(jù)原子守恒，在綠礬中的硫是0.2摩爾，剩余的0.1摩爾的硫可能有很多的生成形式，可能是單質(zhì)硫，也可以使其他形態(tài)的硫，但是C瓶中并沒有單質(zhì)硫析出；不管是那種形態(tài)的硫存在，硫元素化合價一定降低了，所以鐵元素化合價一定要升高，根據(jù)電子守恒計算分析判斷；
④分析裝置生成的氣體中二氧化硫有毒不能排放到空氣中需要尾氣吸收；

解答： 解：實驗一，F(xiàn)e元素有+2價、+3價，所以產(chǎn)物可能為Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃和FeSO₄的混合物，鐵元素化合價可能是+2價，+3價，或+2，+3價；①向所得溶液中滴入KSCN溶液；②向稀酸性KMnO₄溶液中滴入所得溶液．KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，稀酸性KMnO₄溶液顏色褪去，證明只含有Fe²⁺；稀酸性KMnO₄溶液顏色無變化，證明一定是+3價鐵元素；若KSCN溶液出現(xiàn)血紅色現(xiàn)象，稀酸性KMnO₄溶液顏色褪去，證明Fe元素既有+2價又有+3價；
故答案為：

猜想	實驗操作	預期現(xiàn)象
+2		褪成無色
+3		無變化
		血紅色 褪成無色

實驗二，①實驗開始時，點燃B處酒精噴燈之前應先打開A處活塞通CO₂，目的是趕凈空氣避免影響測定結(jié)果；
故答案為：趕走裝置中的空氣
②裝置C是安全瓶起到防倒吸的作用；
故答案為：防倒吸的作用；
③55.6克的綠礬FeSO₄?7H₂O，物質(zhì)的量是0.2摩爾，其中，A中產(chǎn)生的二氧化碳是不會和氯化鋇反應生成沉淀的，二氧化硫也不和氯化鋇產(chǎn)生沉淀，二氧化硫也不和氯化鋇產(chǎn)生沉淀；所以，產(chǎn)生的沉淀就只能是硫酸鋇，也就是說，一定會有三氧化硫產(chǎn)生，根據(jù)沉淀的質(zhì)量是23.3克，所以硫酸鋇的物質(zhì)的量是0.1摩爾，所以產(chǎn)生的三氧化硫是0.1摩爾，根據(jù)原子守恒，在綠礬中的硫是0.2摩爾，剩余的0.1摩爾的硫可能有很多的生成形式，可能是單質(zhì)硫，也可以使其他形態(tài)的硫，但是C瓶中并沒有單質(zhì)硫析出；不管是那種形態(tài)的硫存在，硫元素化合價一定降低了，所以鐵元素化合價一定要升高，根據(jù)電子守恒計算，0.2molFe²⁺變化為Fe³⁺；硫元素化合價從+6價變化為x價，0.2×1=0.1×（6-x），x=+4，實驗生成的產(chǎn)物中有SO₂，依據(jù)原子守恒配平書寫化學方程式：2FeSO₄?7H₂O

△   .

Fe₂O₃+SO₂+SO₃+14H₂O；
故答案為：2FeSO₄?7H₂O

△   .

Fe₂O₃+SO₂+SO₃+14H₂O；
④分析裝置生成的氣體中二氧化硫有毒不能排放到空氣中需要尾氣吸收；
故答案為：未進行尾氣吸收；

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究方法和實驗分析判斷，氧化還原反應電子守恒的計算應用，主要是鐵及其化合物性質(zhì)的應用，掌握基礎和實驗基本操作是解題關鍵，題目難度中等．