Question

3．硫酸亞鐵晶體（ FeSO₄•7H₂O）俗稱綠礬，加熱至高溫會(huì)發(fā)生分解，為確定綠礬分解產(chǎn)生的非金屬氧化物，進(jìn)行如下探究．
（1）假設(shè)1：非金屬氧化物為SO₂；
假設(shè)2：非金屬氧化物為SO₃；
假設(shè)3．非金屬氧化物SO₂、SO₃．
（2）現(xiàn)設(shè)計(jì)如下所示實(shí)驗(yàn)裝置（圖中鐵架臺(tái)略去），檢驗(yàn)綠礬的分解產(chǎn)物．

按上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們觀察到如下現(xiàn)象：

裝置	現(xiàn)象	結(jié)論
A	固體呈紅棕色，將其放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液
B	無水硫酸銅變藍(lán)
C	高錳酸鉀溶液褪色

（3）結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理論上分析可知綠礬分解還生成另一物質(zhì)SO₃．其理論依據(jù)是每?jī)蓚�(gè)FeSO₄分解生成1個(gè)Fe₂O₃后剩余S、O原子個(gè)數(shù)比為2：5不等于1：2，若只生成Fe₂O₃和SO₂，S和O之比為1：3.5，元素不守恒，故可通過理論分析得出：綠礬分解還生成另一物質(zhì)SO₃；．
（4）為證明反應(yīng)產(chǎn)生了SO₃，應(yīng)在B、C之間補(bǔ)充一個(gè)裝置，請(qǐng)你在下表中畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖（氣流方向：左一右），注明藥品的名稱[可供選擇的藥品有1mol/L NaOH溶液、0.5mol/L BaCl₂溶液、0.5mol/L Ba（ N0₃）₂溶液]．

裝置示意圖	現(xiàn)象及結(jié)論
	有白色沉淀生成說明分解產(chǎn)物SO3

（5）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，寫出綠礬高溫分解的化學(xué)方程式2FeSO₄•7H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O．

Answer 1

分析 （1）猜想1：非金屬氧化物為SO₂     
猜想2：非金屬氧化物SO₃    
猜想3：非金屬氧化物SO₂、SO₃
（2）固體呈紅棕色，生成了氧化鐵，無水硫酸銅白色粉末遇水變藍(lán)，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
（3）運(yùn)用質(zhì)量守恒定律，硫酸亞鐵晶體加熱會(huì)失去結(jié)晶水，高溫會(huì)繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和非金屬氧化物，三氧化二鐵是紅棕色固體，能和稀鹽酸反應(yīng)生成可溶性的黃色物質(zhì)來解答此題；
（4）據(jù)硫酸根離子的檢驗(yàn)，瓶中物質(zhì)應(yīng)為氯化鋇溶液；
（5）綠礬高溫分解生成氧化鐵，二氧化硫，三氧化硫和水，結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書寫．

解答 解：（1）依據(jù)硫元素化合價(jià)變化結(jié)合電子守恒分析，
猜想1：非金屬氧化 物為SO₂
猜想2：非金屬氧化物SO₃
猜想3：非金屬氧化物SO₂、SO₃
故答案為：非金屬氧化物SO₂、SO₃；
（2）固體呈紅棕色，生成了氧化鐵，將其放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液為氯化鐵溶液，據(jù)無水硫酸銅白色粉末遇水變藍(lán)，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，可否認(rèn)猜想中的2，得到結(jié)論為：分解產(chǎn)生H₂O、Fe₂O₃、SO₂，
故答案為：分解產(chǎn)生H₂O、Fe₂O₃、SO₂；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素原子的種類個(gè)數(shù)不變，因每?jī)蓚�(gè)FeSO₄分解生成1個(gè)Fe₂O₃后剩余S、O原子個(gè)數(shù)比為2：5不等于1：2，若只生成Fe₂O₃和SO₂，S和O之比為1：3.5，元素不守恒，故可通過理論分析得出：綠礬分解還生成另一物質(zhì)SO₃，
故答案為：每?jī)蓚�(gè)FeSO₄分解生成1個(gè)Fe₂O₃后剩余S、O原子個(gè)數(shù)比為2：5不等于1：2，若只生成Fe₂O₃和SO₂，S和O之比為1：3.5，元素不守恒，故可通過理論分析得出：綠礬分解還生成另一物質(zhì)SO₃；
（4）虛線方框裝置中BaC1₂溶液的作用是為了檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，會(huì)生成硫酸鋇白色沉淀，觀察到的觀象為溶液變渾濁，
裝置圖為：瓶?jī)?nèi)為0.5mol/L的BaC1₂溶液，
故答案為：瓶?jī)?nèi)為0.5mol/L的BaC1₂溶液，有白色沉淀生成；
（5）綠礬高溫分解生成氧化鐵，二氧化硫，三氧化硫和水，結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書寫得到化學(xué)方程式為：2FeSO₄•7H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O，
故答案為：2FeSO₄•7H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)存在和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)判斷，氧化還原反應(yīng)和鹽類水解的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵．