Question

5．硫酸亚铁铵[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替硫酸亚铁．硫酸亚铁铵在 500℃时隔绝空气加热完全分解．回答下列问题：
（1）硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe₂O₃，气体产物可能有NH₃、SO₃、H₂O、N₂和SO₂．
（2）为检验分解产物的成份，设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全．
①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是使分解产生的气体在B、C中被吸收充分．
②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有BD．
A．KSCN溶液　　 　B．稀硫酸     C．浓盐酸         　D．KMnO₄溶液
③装置B中BaCl₂溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO₃气体生成，若含有该气体，观察到的现象为溶液变浑浊．
④若A中分解产物有N₂，固体残留物只有Fe₂O₃，Fe₂O₃的物质的量为bmol，C中沉淀物质的量为amol，则b小于a（填“大于”、“小于”或“等于”）
⑤实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺（用离子方程式表示）．
（3）已知亚铁离子被氧气氧化的反应是：4Fe²⁺+O₂+（4+2x） H₂O?2Fe₂O₃•xH₂O+8H⁺，硫酸亚铁铵溶液较硫酸亚铁溶液不易被氧气氧化，其原因是硫酸亚铁铵溶液中NH₄⁺发生水解增大c（H⁺），抑制了上述氧化还原反应的进行．

Answer 1

分析 （1）氮元素和铁元素化合价升高，根据在氧化还原反应中化合价有升必有降，化合价降低的应该是硫，所以气体产物中还可能有SO₂；
（2）①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气目的是使分解生成的气体在BC装置中完全吸收；
②为验证A中残留物是否含有FeO，应该先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO₄溶液检验亚铁离子；
③装置B中BaC1₂溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO₃气体生成，若含有该气体，会生成硫酸钡白色沉淀，观察到的观象为溶液变浑浊；
④若A中分解产物有N₂，固体残留物只有Fe₂O₃，Fe₂O₃的物质的量为bmol，C中沉淀物质的量为amol，根据化合价升降必相等，硫降低的化合价（2a）等于铁升高的化合价（2b）和氮升高的化合价之和，则b小于a；
⑤C中有白色沉淀生成，是因为SO₂被双氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再与Ba²⁺结合成沉淀BaSO₄，则C中发生的反应为SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
（3）硫酸亚铁铵溶液较硫酸亚铁溶液不易被氧气氧化是因为溶液中铵根离子水解显酸性，氢离子浓度增大，抑制氧化还原反应的发生．

解答 解：（1）氮元素和铁元素化合价升高，根据在氧化还原反应中化合价有升必有降，化合价降低的应该是硫，所以气体产物中还可能有SO₂，故答案为：SO₂；
（2）①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气目的是使分解生成的气体在BC装置中完全吸收，故答案为：使分解产生的气体在B、C中被吸收充分；
②为验证A中残留物是否含有FeO，应该先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO₄溶液检验亚铁离子，故选BD，
故答案为：BD；
③装置B中BaC1₂溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO₃气体生成，若含有该气体，会生成硫酸钡白色沉淀，观察到的观象为溶液变浑浊；
故答案为：SO₃；溶液变浑浊；
④若A中分解产物有N₂，固体残留物只有Fe₂O₃，Fe₂O₃的物质的量为bmol，C中沉淀物质的量为amol，根据化合价升降必相等，硫降低的化合价（2a）等于铁升高的化合价（2b）和氮升高的化合价之和，则b小于a，
故答案为：小于；
⑤C中有白色沉淀生成，是因为SO₂被双氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再与Ba²⁺结合成沉淀BaSO₄，则C中发生的反应为SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺，
故答案为：SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
（3）硫酸亚铁铵溶液较硫酸亚铁溶液不易被氧气氧化是因为溶液中铵根离子水解显酸性，氢离子浓度增大，抑制氧化还原反应的发生，
故答案为：硫酸亚铁铵溶液中NH₄⁺发生水解增大c（H⁺），抑制了上述氧化还原反应的进行．

点评 本题考查了物质性质的实验探究和实验设计，注意氧化还原反应和盐类水解等知识的灵活应用，题目难度中等．