Question

聚合硫酸铁(SPFS)是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂，其化学组成可表示为[Fe₂(OH)_n(SO₄)3－]_m。某研究小组将聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解，对所得气体产物和固体产物进行实验探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下试剂完成验证和探究过程(已知SO₃的熔点为16.8 ℃)。

试剂：1.0 mol·L^－1的盐酸、1.0 mol·L^－1的KMnO₄溶液、0.1 mol·L^－1的BaCl₂溶液、20%的KSCN溶液、品红溶液、蒸馏水、冰水。

（1）聚合硫酸铁中铁元素的化合价是________。

（2）固体产物成分的探究

实验设计

实验步骤	现象
步骤1：取适量的固体产物于试管中，加入足量1.0 mol·L－1的盐酸，充分振荡使固体完全溶解	固体溶解，没有观察到气泡，溶液呈黄色
步骤2：取少量步骤1所得溶液于试管中，加入适量20%的KSCN溶液，振荡	溶液呈血红色
步骤3：另取少量步骤1所得溶液于试管中，滴入少量1.0 mol·L－1的KMnO4溶液，振荡	KMnO4的紫红色不褪去

思考与判断

根据上面的信息，可以确定固体产物的成分是________；步骤1中发生反应的离子方程式为

______________________________________________________________。

（3）气体产物成分的探究(不考虑水蒸气)

提出假设

假设1：所得气体的成分是SO₃；

假设2：所得气体的成分是SO₂、O₂；

假设3：所得气体的成分是________。

设计实验方案，验证假设

按下表的实验步骤写出预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：将少量气体产物通入盛有适量品红溶液的试管中，观察溶液的颜色变化，然后加热再观察溶液的颜色变化	①若____________，则________成立 ②若____________，则________成立
步骤2：将气体产物缓缓通过浸在冰水中的U形管(如图)，然后在U形管中加入适量0.1 mol·L－1的BaCl2溶液，充分振荡	结合上述步骤1的有关结论__________(填①或②) ①若____________，则____成立 ②若____________，则____成立

Answer 1