Question

5．在無機化工中，硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]是制取其它鐵系化合物的原料，如制取氧化伯系顏料、磁性材料和黃血鹽等．某化學興趣小組設計如下實驗方案，探究（NH₄）₂Fe（SO₄）₂完全分解的產(chǎn)物．
已知：①隔絕空氣受熱完全分解是氧化還原反應．
②98%濃硫酸能順利吸收SO₃．
Ⅰ．甲同學根據(jù)以下流程探究分解的部分產(chǎn)物，試回答下列問題：

（1）B裝置預期的現(xiàn)象是變藍；C裝置的作用可能是吸收NH₃或SO₃，D裝置可以檢驗分解產(chǎn)物中是否含有SO₂．
（2）加熱前先通一會兒N₂，再關閉氣閥，其目的是排出裝置內的空氣．
Ⅱ．乙同學猜想（NH₄）₂Fe（SO₄）₂分解時可能生成了SO₃，為了驗證他的猜想，小組同學又提供了如圖裝置，試回答下列問題：

（3）不能選擇E和F裝置的原因是都能吸收SO₃和SO₂．
（4）加熱裝置A與G、H連接并進行實驗，請你提出需要改進的方案A、G之間增加防倒吸的裝置．
（5）已知飽和SO₂水溶液中c（SO₃^2-）=6.0×10^-8 mol•L^-1，Ksp（BaSO₃）=5.4×10^-7．通過計算判斷在1.0mol•L^-1的BaCl₂溶液中，通入足量純凈的SO₂能否生成BaSO₃沉淀？
（6）當G中出現(xiàn)大量白色沉淀時，并不能說明A中生成了SO₃，理由是NH₃和SO₂同時通入BaCl₂溶液中，能生成BaSO₃白色沉淀；為了進一步證明是否有SO₃生成，請你補充實驗方案（不要求寫具體的操作過程）取白色沉淀于試管中，滴加過量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解或部分溶解，則有SO₃生成，若白色沉淀完全溶解，則沒有SO₃生成．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）晶體分解生成的產(chǎn)物中含水蒸氣，B裝置中無水硫酸銅遇到水蒸氣會反應生成硫酸銅晶體呈藍色，C裝置是濃硫酸用來吸收堿性氣體氨氣或生成的三氧化硫，便于裝置D利用品紅溶液檢驗二氧化硫的存在；
（2）加熱前先通一會兒N₂，排凈裝置內的空氣防止空氣成分干擾氣體檢驗；
Ⅱ．（3）生成產(chǎn)物制得三氧化硫、二氧化硫都是酸性氧化物和堿發(fā)生反應；
（4）生成的氣體中含氨氣、二氧化硫、三氧化硫等易溶于水的氣體容易發(fā)生倒吸；
（5）根據(jù)溶液中Q與Ksp的關系分析；
（6）分解產(chǎn)物中當氨氣和二氧化硫通入氯化鋇溶液中互生成亞硫酸鋇白色沉淀，檢驗三氧化硫可以檢驗生成的白色沉淀是否溶于鹽酸；

解答 解：（1）晶體分解生成的產(chǎn)物中含水蒸氣，無水硫酸銅遇到水蒸氣會反應生成硫酸銅晶體呈藍色，B裝置中預期現(xiàn)象是白色硫酸銅變藍色，C裝置是濃硫酸用來吸收可能分解生成的堿性氣體氨氣或生成的三氧化硫，便于裝置D利用品紅溶液檢驗二氧化硫的存在，二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，
故答案為：變藍，吸收NH₃或SO₃，SO₂；
（2）加熱前先通一會兒N₂，再關閉氣閥，其目的是利用氮氣吧裝置中空氣全部趕出，防止空氣中的水蒸氣等干擾生成氣體的檢驗，
故答案為：排出裝置內的空氣；
（3）不能選擇E和F裝置的原因是，裝置中的氫氧化鋇溶液是強堿溶液，堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣都可以和產(chǎn)物中的三氧化硫和二氧化硫氣體，
故答案為：都能吸收SO₃和SO₂；
（4）加熱裝置A與G、H連接并進行實驗，生成的氣體中含氨氣、二氧化硫、三氧化硫等易溶于水的氣體容易發(fā)生倒吸，需要改進的方案是A、G之間增加防倒吸的裝置，
故答案為：A、G之間增加防倒吸的裝置；
（5）若溶液中c（Ba²⁺）=1 mol•L^-1，c（SO₃^2-）=6.0×10^-8mol•L^-1，其濃度積Q=c（Ba²⁺）×c（SO₃^2-）=1×6.0×10^-8=6.0×10^-8＜Ksp（BaSO₃）=5.48×10^-7，故不能析出BaSO₃沉淀，
答：Q=1.0×6.0×10^-8=6.0×10^-8＜Ksp（BaSO₃），所以不能生成BaSO₃沉淀；
（6）當G中出現(xiàn)大量白色沉淀時，并不能說明A中生成了SO₃，理由是NH₃和SO₂同時通入BaCl₂溶液中，能生成BaSO₃白色沉淀，為了進一步證明是否有SO₃生成，請你補充實驗方案是：取白色沉淀于試管中，滴加過量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解或部分溶解，則有SO₃生成，若白色沉淀完全溶解，則沒有SO₃生成
故答案為：NH₃和SO₂同時通入BaCl₂溶液中，能生成BaSO₃白色沉淀，取白色沉淀于試管中，滴加過量的稀鹽酸，若白色沉淀不溶解或部分溶解，則有SO₃生成，若白色沉淀完全溶解，則沒有SO₃生成；

點評 本題考查物質分解產(chǎn)物的實驗測定和實驗檢驗方法分析判斷，主要是氣體性質、氣體檢驗設計、溶度積應用等，側重考查學生分析計算能力，需要學生具備扎實的基礎與靈活應用能力，難度中等．