Question

15．绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途．某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究．回答下列问题：
（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化．再向试管中通入空气，溶液逐渐变红．由此可知：硫酸亚铁与KSCN不反应、硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁．
（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K₁和K₂）（设为装置A）称重，记为m₁ g．将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m₂ g．按下图连接好装置进行实验．

①仪器B的名称是干燥管．
②将下列实验操作步骤正确排序dabcfe（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m₃ g．
a．点燃酒精灯，加热b．熄灭酒精灯c．关闭K₁和K₂
d．打开K₁和K₂，缓缓通入N₂ e．称量A     f．冷却至室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=$\frac{76（{m}_{2}{-}_{\;}{m}_{3}）}{9（{m}_{3}-{m}_{1}）}$（列式表示）．若实验时按a、d次序操作，则使x偏小（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K₁和K₂，缓缓通入N₂，加热．实验后反应管中残留固体为红色粉末．

①C、D中的溶液依次为c、a（填标号）．C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为产生白色沉淀、品红褪色．
a．品红  b．NaOH  c．BaCl₂ d．Ba（NO₃）₂ e．浓H₂SO₄
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

Answer 1

分析 （1）亚铁离子不稳定，易被空气中氧气氧化生成铁离子；
（2）①根据仪器的图形可判断仪器名称；
②实验时，为避免亚铁被氧化，应先通入氮气，冷却时注意关闭开关，防止氧气进入，冷却至室温再称量固体质量的变化；
③直至A恒重，记为m₃ g，应为FeSO₄和装置的质量，则m（FeSO₄）=（m₃-m₁）．m（H₂O）=（m₂-m₃），以此计算n（H₂O）、n（FeSO₄），结晶水的数目等于$\frac{n（{H}_{2}O）}{n（FeS{O}_{4}）}$；若实验时按a、d次序操作，会导致硫酸亚铁被氧化；
（3）硫酸亚铁高温分解可生成Fe₂O₃、SO₃、SO₂，C为氯化钡，用于检验SO₃，D为品红，可用于检验SO₂．

解答 解：（1）滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，可知硫酸亚铁与KSCN不反应，但亚铁离子不稳定，易被空气中氧气氧化生成铁离子，最终溶液变红色，
故答案为：硫酸亚铁与KSCN不反应；硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁；
（2）①由仪器的图形可知B为干燥管，故答案为：干燥管；
②实验时，为避免亚铁被氧化，应先通入氮气，冷却时注意关闭开关，防止氧气进入，冷却至室温再称量固体质量的变化，则正确的顺序为dabcfe，
故答案为：dabcfe；
③直至A恒重，记为m₃ g，应为FeSO₄和装置的质量，则m（FeSO₄）=（m₃-m₁），m（H₂O）=（m₂-m₃），则n（H₂O）=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{18}$、n（FeSO₄）=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{152}$，结晶水的数目等于$\frac{n（{H}_{2}O）}{n（FeS{O}_{4}）}$=$\frac{76（{m}_{2}{-}_{\;}{m}_{3}）}{9（{m}_{3}-{m}_{1}）}$，
若实验时按a、d次序操作，会导致硫酸亚铁被氧化，则导致固体质量偏大，测定结果偏小，
故答案为：$\frac{76（{m}_{2}{-}_{\;}{m}_{3}）}{9（{m}_{3}-{m}_{1}）}$；偏小；
（3）①实验后反应管中残留固体为红色粉末，说明生成Fe₂O₃，则反应中Fe元素化合价升高，S元素化合价应降低，则一定生成SO₂，可知硫酸亚铁高温分解可生成Fe₂O₃、SO₃、SO₂，C为氯化钡，用于检验SO₃，可观察到产生白色沉淀，D为品红，可用于检验SO₂，品红褪色，
故答案为：c、a；产生白色沉淀、品红褪色；
②硫酸亚铁高温分解可生成Fe₂O₃、SO₃、SO₂，方程式为2FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑，故答案为：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

点评 本题为2017年广西试题，以绿矾为载体，考查结晶水合物中结晶水数目的测定以及分解产物的鉴别，侧重考查学生的分析能力、实验能力和计算能力，注意把握实验原理、实验技能以及物质性质的分析，题目难度中等．