Question

【题目】某化学兴趣小组对硫酸亚铁的一些性质进行探究。 回答下列问题：

(1)配制 0.5 mol·L-1 FeSO4 溶液时，将称量好的硫酸亚铁溶解于一定浓度的稀硫酸溶液中，结合化学用语解释稀硫酸的作用____。该实验小组做如下实验。

实验序号	操作及现象
ⅰ	取 2 mL 上述 FeSO4 溶液于试管中，逐滴加入少量 0.1 mol·L-1 Na2S 溶液，产生大量黑色沉淀
ⅱ	取 2 mL 上述 FeSO4 溶液于试管中，加入 2 滴 1 mol·L-1 KSCN 溶液无现象，通入一段时间 O2，溶液变为浅红色
ⅲ	重复实验ⅱ，向浅红色溶液中加入 5% H2O2 溶液至过量，产生无色气体(经检验为O2)，溶液变为深红色，且红色很快褪去

(2)进一步研究证实，黑色沉淀的主要成分是 FeS。Na2S 溶液呈碱性，FeSO4 溶液与其反应不生成 Fe(OH)2而生成 FeS 的可能原因是_____。

(3)用离子方程式表示步骤ⅱ中溶液变红的原因：______、_____。

(4)甲同学探究步骤ⅲ中溶液褪色的原因，提出如下假设：

a.Fe3+ 被H2O2 还原 b.SCN- 被O2 氧化 c.SCN- 被H2O2 氧化

乙同学根据上述实验现象认为假设 b 不成立，他依据的现象是_____，甲同学利用上述部分试剂，通过以下实验验证了假设 c 成立。请将以下实验操作及现象补充完整。

步骤	试剂及操作	现 象
i	取褪色后溶液一份滴加 FeCl3 溶液	① ___
ii	② ___	③ ___

(5)为探究硫酸亚铁的分解产物，将硫酸亚铁放入装置 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棕色粉末。C、D 中的溶液依次是 BaCl2 溶液和品红溶液，现象依次出现白色沉淀和品红褪色，写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式________。

Answer 1

【答案】Fe2++ 2H2O Fe(OH)2+2H+，加入稀硫酸，增大 H+浓度，平衡左移，抑制 Fe2+水解 FeS 溶解度更小 4Fe2++ O2 +4H+ = 4Fe3++ 2H2O Fe3++3SCN- Fe(SCN)3 实验ⅱ中加入少量KSCN 溶液无现象，通入一段时间 O2，溶液变为浅红色 无明显现象 取褪色后的溶液滴加 KSCN 溶液 溶液变为红色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】

(1)配制0.5 mol·L-1FeSO4溶液时，将称量好的硫酸亚铁溶解于一定浓度的稀硫酸溶液中，是因为亚铁离子水解显酸性，Fe2++ 2H2OFe(OH)2+2H+，加入稀硫酸，增大H＋浓度，平衡左移，抑制Fe2＋水解，故答案为：Fe2++ 2H2OFe(OH)2+2H+，加入稀硫酸，增大H+浓度，平衡左移，抑制Fe2+水解；

(2)Na2S溶液呈碱性，与FeSO4溶液反应有两种反应趋势，一种是发生双水解生成氢氧化亚铁，一种是发生复分解反应生成FeS沉淀，进一步研究证实，黑色沉淀的主要成分是FeS，不生成Fe(OH)2而生成FeS的可能原因是：FeS 溶解度更小。故答案为：FeS 溶解度更小；

(3)取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入2滴1 mol·L-1KSCN溶液无现象，通入一段时间O2，溶液变为浅红色是通入的氧气氧化亚铁离子生成铁离子，反应的离子方程式为：4Fe2＋+O2+4H＋=4Fe3＋+2H2O，铁离子结合SCN－形成血红色溶液，反应的离子方程式为：Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，故答案为：4Fe2＋+O2+4H＋=4Fe3＋+2H2O；Fe3++3SCN- Fe(SCN)3；

(4)乙同学根据上述实验现象认为假设 b 不成立，他依据的现象是实验ⅱ中加入少量KSCN溶液无现象，通入一段时间O2，溶液变为浅红色，说明SCN－不能被O2氧化，故答案为：实验ⅱ中加入少量KSCN溶液无现象，通入一段时间O2，溶液变为浅红色；

实验验证假设c成立，SCN－被H2O2氧化的结论正确；重复实验ⅱ，取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入2滴1 mol·L-1KSCN溶液无现象，通入一段时间O2，溶液变为浅红色，向浅红色溶液中加入5% H2O2溶液至过量，产生无色气体（经检验为O2），溶液变为深红色，且红色很快褪去，可以验证氯化铁溶液不能氧化SCN－，过氧化氢能氧化SCN－，据此设计实验验证；实验设计和现象为：取褪色后溶液一份滴加FeCl3溶液，无明显现象，取褪色后的溶液滴加KSCN溶液，溶液变为红色，说明SCN－ 被H2O2氧化，表中内容设计为：①无明显现象 ②取褪色后的溶液滴加KSCN溶液 ③溶液变为红色；

故答案为：

步骤	试剂及操作	现 象
i	取褪色后溶液一份滴加FeCl3 溶液	① 无明显现象
ii	② 取褪色后的溶液滴加KSCN溶液	③ 溶液变为红色

(5)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，硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，方程式为：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，故答案为：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。