Question

綠礬是一種重要的化工原料．
問(wèn)題1：綠礬晶體（FeSO₄?7H₂O）由于保存不妥或長(zhǎng)久放置，容易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)．為探究綠礬樣品的變質(zhì)情況，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)方案．
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：取少量綠礬樣品，用蒸餾水在燒杯中配成溶液．
（1）方案1：取少量溶液，加入幾滴

 

試劑（寫化學(xué)式），如果觀察到的現(xiàn)象是溶液變血紅色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：證明綠礬樣品已被氧化．
（2）方案2：取少量溶液，加入幾滴酸性KMnO₄溶液，如果觀察到的現(xiàn)象是

 

．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：證明綠礬樣品完全被氧化．
（3）使用FeSO₄時(shí)，如要防止Fe³⁺的干擾，可以加入適量鐵粉進(jìn)行除雜，寫出加入鐵粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）要從FeSO₄溶液中得到綠礬晶體，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：

 

、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、自然干燥，在這一系列操作中沒(méi)有用到的儀器有

 

（此空填序號(hào)）
A．蒸發(fā)皿　　 B．石棉網(wǎng)　　　 C．燒杯　　　　　D．玻璃棒
問(wèn)題2：灼燒綠礬的反應(yīng)方程式：2（FeSO₄?7H₂O）═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O
工業(yè)上常通過(guò)高溫分解FeSO₄的方法制備Fe₂O₃，為檢驗(yàn)FeSO₄高溫分解的氣體產(chǎn)物中是否含有SO₂和SO₃，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：將FeSO₄高溫分解產(chǎn)生的氣體通入如圖所示的裝置中．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）裝置I中氯化鋇溶液中可觀察到現(xiàn)象

 

．若氯化鋇溶液足量，將最后所得沉淀過(guò)濾、洗滌、烘干后稱重為2.33克，則灼燒綠礬的過(guò)程中轉(zhuǎn)移了

 

mol的電子．
（2）裝置Ⅱ中試劑為品紅溶液，其作用是

 

（3）裝置Ⅲ中試劑為NaOH溶液，其作用是

 

．

Answer 1

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

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：【問(wèn)題1】（1）綠礬樣品被氧化會(huì)生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺可使KSCN溶液會(huì)變血紅色；
（2）Fe²⁺能使酸性KMnO₄溶液褪色，如果觀察不到酸性KMnO₄溶液褪色，說(shuō)明證明綠礬樣品完全被氧化；
（3）鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；
（4）由溶液得到晶體的步驟為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、自然干燥，蒸發(fā)操作需要蒸發(fā)皿、玻璃棒，過(guò)濾需要燒杯；
【問(wèn)題2】氯化鋇溶液用于檢驗(yàn)產(chǎn)物SO₃，品紅溶液用于檢驗(yàn)產(chǎn)物SO₂，氫氧化鈉溶液用于尾氣吸收，通過(guò)2.33克硫酸鋇沉淀可計(jì)算出SO₃的物質(zhì)的量，再根據(jù)2FeSO₄?7H₂O═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O可得SO₂的物質(zhì)的量，根據(jù)化合物變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)．

解答： 解：【問(wèn)題1】
（1）綠礬樣品被氧化會(huì)生成Fe³⁺，有Fe³⁺存在即可明綠礬樣品已被氧化，F(xiàn)e³⁺可使KSCN溶液會(huì)變血紅色，離子方程式為 Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
故答案為：KSCN溶液；
（2）Fe²⁺能使酸性KMnO₄溶液褪色，若溶液不褪色，說(shuō)明溶液中沒(méi)有Fe²⁺，則證明綠礬樣品完全被氧化，
故答案為：溶液不褪色；
（3）使用FeSO₄時(shí)，如要防止Fe³⁺的干擾，可以加入適量鐵粉進(jìn)行除雜，加入鐵粉后發(fā)生反應(yīng)為鐵還原鐵離子為亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）由溶液得到晶體的步驟為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、自然干燥，蒸發(fā)操作需要蒸發(fā)皿、玻璃棒，過(guò)濾需要燒杯，沒(méi)有用到的儀器為石棉網(wǎng)；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；B；
【問(wèn)題2】（1）氯化鋇溶液用于檢驗(yàn)產(chǎn)物SO₃，SO₃+H₂O=H₂SO₄，硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀，裝置Ⅰ中氯化鋇溶液中可觀察到有白色沉淀產(chǎn)生；
FeSO₄高溫分解產(chǎn)生的n（SO₃）=n（BaSO₄）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，
由2FeSO₄?7H₂O═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O可得n（SO₂）=n（SO₃）=0.01mol，
S的化合價(jià)由+6→+4，因此轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01mol×（6-4）=0.02mol，
故答案為：有白色沉淀產(chǎn)生；0.02；
（2）SO₂具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，因此品紅溶液用于檢驗(yàn)產(chǎn)物SO₂，
故答案為：檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中是否含SO₂；
（3）氫氧化鈉溶液用于吸收多余的SO₂，防止造成空氣污染，
故答案為：除去多余的SO₂，防止污染空氣．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了重要離子和常見(jiàn)化合物的檢驗(yàn)，綜合性強(qiáng)，難度中等，所有的實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)裝置均取決于實(shí)驗(yàn)原理，因此掌握物質(zhì)的性質(zhì)及檢測(cè)原理是解題的關(guān)鍵．