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某学习小组拟通过实验探究绿矾(FeSO4·7H2O)热分解的产物。
【实验前准备】
(1)理论分析  小组成员从理论上分析,认为下列分解产物不可能的是           
a.Fe2O3、SO3、H2O                         b.Fe2O3、SO2、SO3、H2O
c.FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O
(2)查阅资料 常压下SO3熔点16.8℃,沸点44.6℃
【实验探究】
针对以上可能的组合猜想,该学习小组设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):

(3)实验过程
①仪器连接后,检查装置A与B气密性的操作为                                              
②取一定量绿矾固体置于A中,通入N2以驱尽装置内的空气,关闭k,用酒精灯加热
双通管。
③观察到A 中固体逐渐变红棕色,B中试管收集到无色液体,C中溶液褪色。
④待A中反应完全并冷却至室温后,取少量反应后固体于试管中,加入硫酸溶解,取
少量滴入几滴KSCN溶液,溶液变红色。
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液,溶液变浑浊。
( 4)实验结果分析
结论1:B中收集到的液体是                  
结论2:C中溶液褪色,可推知产物中有                   
结论3:综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3
【实验反思】
(5)请指出该小组设计的实验装置的明显不足:                                              
(6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中盐酸溶解后的溶液少许于试管中,
选用一种试剂鉴别,该试剂最合适的是          
a.氯水和KSCN溶液     b.酸性KMnO4溶液      c. H2O2     d. NaOH溶液
(1) a (2分)
(3)①关闭K,向C中加水至浸没导管口,微热双通管,观察到C中导管口有气泡连续放出,表明AB装置气密性良好。
(4)H2SO4溶液 (2分)  SO2 (1分)
(5)在C装置后增加一套尾气处理装置 (2分)
(6)b (2分)

试题分析:(1)加热FeSO4·7H2O发生氧化还原反应,氧化剂中有元素化合价降低,还原剂中有元素化合价升高,b、c项都有元素化合价的升高和降低,a中只有Fe元素化合价的升高,没有化合价的降低,故a项不可能。
(3)①利用加热时,气体体积膨胀检验装置的气密性,所以检查装置A与B气密性的操作为:关闭K,向C中加水至浸没导管口,微热双通管,观察到C中导管口有气泡连续放出,表明AB装置气密性良好。
(4)往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液,溶液变浑浊,说明B中收集到的液体是H2SO4溶液;C中溶液时品红溶液褪色,说明加热FeSO4·7H2O有SO2产生。
(5)加热FeSO4·7H2O产生有毒的SO2,该装置没有尾气处理装置,所以应在C装置后增加一套尾气处理装置。
(6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中盐酸溶解后的溶液少许于试管中,Fe2+能使酸性KMnO4溶液褪色,所以最合适的为b项。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:                                    
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、
负极,并写出电极反应式。
正极反应:                                                    
负极反应:                                                    
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2、Fe3和Fe2的浓度均为0.10 mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤                                                      
 
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀
完全时的pH
Fe3
Fe2
1.9
7.0
3.2
9.0
Cu2
4.7
6.7
提供的药品:Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu
 
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式                                                          ;劣质不锈钢腐蚀的实验现象                                        

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下:
查阅资料:Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。
提出假设
假设1:红色粉末是Fe2O3
假设2:红色粉末是Cu2O
假设3:红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
设计探究实验
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设1成立,则实验现象是_____________________________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?________。简述你的理由(不需写出反应方程式)____________
________________________________________________________________________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是________,写出发生反应的离子方程式________________________________。
探究延伸
经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数,取a g固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为________。
(5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O)。经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2、Fe2、Fe3分别生成沉淀的pH如下:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
 
实验室有下列试剂可供选择:A.氯水 B.H2O2 C.NaOH D.Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案:

试回答:
①试剂1为________(填字母,后同),试剂2为________。
②固体X的化学式为____________________________________________________。
③操作Ⅰ为___________________________________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:

已知:在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)氧化剂A可选用    (填编号,下同)。
①Cl2   ②H2O2   ③HNO3   ④KMnO4
(2)要得到较纯的产品,试剂B可选用    
①NaOH   ②FeO   ③CuO   ④Cu2(OH)2CO3
(3)从滤液经过结晶得到氯化铜的方法是    (按实验先后顺序填编号)。
①过滤   ②冷却   ③蒸发浓缩   ④蒸发至干
(4)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n g。
方案二:称取m g晶体,加入足量10%的氢氧化钠溶液、过滤、洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却、称量所得固体的质量为n g。
①方案一中灼烧CuCl2·xH2O得到无水CuCl2,应在    (填仪器名称)中进行。
方案二中配制一定量10%的氢氧化钠溶液,其操作步骤是计算、称量、    
②试评价上述两种实验方案,其中可行的方案是    ,另一种方案不可行的理由是                                                                ,若用方案二,计算得x=       (用含m、n的代数式表示)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

利用制取硫酸产生的矿渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、Al2O3及SiO2等)制备高纯氧化铁(α-Fe2O3)的工艺流程如下:

(1)“酸浸”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为______________________________。为提高“酸浸”中铁元素的浸出率,除了采用合适的液固比和循环浸取外,适宜的条件还有____________________、____________________。(任举两例)
(2)调节pH至5.5的目的是______________________________________。
(3)滤液②中加入NH4HCO3时需要控制反应温度不能过高,原因是__________________________________________________。(答一点即可)
(4)在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为_______________________________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料进行炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:

已知:① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表
沉淀物
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
4.7
2.7
7.6
完全沉淀pH
6.7
3.7
9.6
 
(1)试剂a是__________,试剂b是__________。
(2)操作X应为蒸发浓缩、__________、__________。
(3)反应Ⅱ中加CuO调pH为__________,目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀。
(4)反应Ⅴ的离子方程式为:__________________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(  )
 
操作、现象
解释
A
向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生
说明Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
 

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

把2.0 molCuSO4和1.0 molH2SO4溶液等体积混合(假设混合后的溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)计算:  
(1)混合溶液中CuSO4和H2SO4的物质的量浓度

(2)混合液中和的物质的量浓度

(3)向溶液中加入铁粉,经过足够长的时间,铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度。c(Fe2)=_______________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

由于氢氧化亚铁在空气中能迅速被氧气氧化成氢氧化铁,因此要观察到氢氧化亚铁的颜色往往较为困难。某研究性学习小组的同学经过讨论后,设计出了三套能较长时间观察Fe(OH)2沉淀颜色的装置,如图。

1.根据装置①,要想达到实验目的,应先挤胶头滴管_______(填“A”或“B”)
2.利用装置②,所用试剂为NaOH溶液、铁屑、稀硫酸,
(1)试管A中加入的试剂是_________试管B中加入的试剂是_______
(2)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,现准备进行如下操作:先向试管A和B中加入试剂,然后_____(“打开”或“关闭”)止水夹,塞紧塞子,接下来的实验步骤是____________________
3.装置③时利用电解原理来达到实验目的的。
(1)电极材料是铁棒(Fe)和碳棒(C),A极应为_______(填材料的元素符号)
(2)电解质溶液可选用__________(填选项序号)
A.NaCl溶液   B.CuSO4溶液     C.Na2SO4溶液      D.NaOH溶液
(3)该实验准备选用一种有机物来起到隔绝空气的作用,该有机物可以是__________

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