Question

8．綠礬（FeSO₄•7H₂O）是治療缺鐵性貧血的特效藥．某學校的化學興趣小組的同學對綠礬進行了如下的探究：
（一）FeSO₄•7H₂O的制備
該化學興趣小組的同學在實驗室通過如下實驗由廢鐵屑（含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)）制備FeSO₄•7H₂O晶體：
①將5%Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數(shù)分鐘，用傾析法除去Na₂CO₃溶液，然后將廢鐵屑用水洗滌2～3遍．
②向洗滌過的廢鐵屑中加入過量的稀硫酸，控制溫度在50～80℃之間至鐵屑耗盡；
③趁熱過濾，將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中，靜置、冷卻結(jié)晶；
④待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2～3次，再用濾紙將晶體吸干；
⑤將制得的FeSO₄•7H₂O晶體放在一個小廣口瓶中，密閉保存．
請回答下列問題：
（1）實驗步驟①的目的是除油污．
（2）實驗步驟②明顯不合理，理由是應(yīng)該鐵屑過量，否則溶液中可能有鐵離子和銅離子存在．
（3）為了洗滌除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，實驗步驟④中用少量冰水洗滌晶體，原因是用冰水洗滌可降低洗滌過程中FeSO₄•7H₂O的損耗．
（二）探究綠礬（FeSO₄•7H₂O）熱分解的產(chǎn)物．
已知SO₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，該小組設(shè)計如圖所示的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

[實驗過程]
①儀器連接后，檢查裝置A與B氣密性；
②取一定量綠礬固體置于A中，通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，關(guān)閉k，用酒精燈加熱硬質(zhì)玻璃管；
③觀察到A 中固體逐漸變紅棕色，B中試管收集到無色液體，C中溶液褪色；
④待A中反應(yīng)完全并冷卻至室溫后，取少量反應(yīng)后固體于試管中，加入硫酸溶解，取少量滴入幾滴KSCN溶液，溶液變紅色；
⑤往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁．
（4）實驗結(jié)果分析
結(jié)論1：B中收集到的液體是H₂SO₄溶液；
結(jié)論2：C中溶液褪色，可推知產(chǎn)物中有SO₂；
結(jié)論3：綜合分析上述實驗③和④可推知固體產(chǎn)物一定有Fe₂O₃．
[實驗反思]
（5）請指出該小組設(shè)計的實驗裝置的明顯不足：在C裝置后增加一套尾氣處理裝置．
（6）分解后的固體中可能含有少量FeO，取上述實驗④中鹽酸溶解后的溶液少許于試管中，選用一種試劑鑒別，該試劑最合適的是b．
a．氯水和KSCN溶液     b．酸性KMnO₄溶液      c．H₂O₂     d．NaOH溶液．

Answer 1

分析 （1）碳酸鈉的水溶液顯堿性，油污的主要成分為油脂，在堿性條件下易發(fā)生水解，水解后變成易溶于水的物質(zhì)，可以除去鐵屑表面的油污；
（2）廢鐵屑中含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)；
（3）降低溶解度，減少損失；
（4）硫酸鋇是白色沉淀，二氧化硫能使品紅褪色；
（5）二氧化硫會對大氣造成污染；
（6）+2價鐵離子能使酸性KMnO₄溶液褪色．

解答 解：（1）油污的主要成分為油脂，在堿性條件下易發(fā)生水解，水解后變成易溶于水的高級脂肪酸鈉和丙三醇，而鐵屑及其氧化物與碳酸鈉都不反應(yīng)，也不溶于水，碳酸鈉的水溶液可以除去鐵屑表面的油污，
故答案為：除油污；
（2）廢鐵屑中含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)，與硫酸反應(yīng)后，溶液中會混有鐵離子和銅離子，故鐵屑應(yīng)過量，
故答案為：應(yīng)該鐵屑過量，否則溶液中可能有鐵離子和銅離子存在；
（3）綠礬易溶于水，降溫可以降低其溶解度，減少損失，
故答案為：用冰水洗滌可降低洗滌過程中FeSO₄•7H₂O的損耗；
（4）往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁，說明B中收集到的液體是硫酸溶液；品紅溶液褪色，說明有SO₂生成，
故答案為：H₂SO₄溶液；SO₂；
（5）二氧化硫會對大氣造成污染；故應(yīng)有尾氣吸收裝置，
故答案為：在C裝置后增加一套尾氣處理裝置；
（6）+2價鐵離子具有還原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色，反應(yīng)為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：b．

點評 本題是一道實驗探究題，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，解答時要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識細心分析解答，題目難度中等．