Question

绿矾是一种重要的化工原料．
问题1：绿矾晶体（FeSO₄?7H₂O）由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质．为探究绿矾样品的变质情况，某化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案．
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液．
（1）方案1：取少量溶液，加入几滴

 

试剂（写化学式），如果观察到的现象是溶液变血红色；实验结论：证明绿矾样品已被氧化．
（2）方案2：取少量溶液，加入几滴酸性KMnO₄溶液，如果观察到的现象是

 

．实验结论：证明绿矾样品完全被氧化．
（3）使用FeSO₄时，如要防止Fe³⁺的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，写出加入铁粉后发生反应的离子方程式

 

．
（4）要从FeSO₄溶液中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：

 

、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有

 

（此空填序号）
A．蒸发皿　　 B．石棉网　　　 C．烧杯　　　　　D．玻璃棒
问题2：灼烧绿矾的反应方程式：2（FeSO₄?7H₂O）═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O
工业上常通过高温分解FeSO₄的方法制备Fe₂O₃，为检验FeSO₄高温分解的气体产物中是否含有SO₂和SO₃，进行如下实验：将FeSO₄高温分解产生的气体通入如图所示的装置中．请回答以下问题：
（1）装置I中氯化钡溶液中可观察到现象

 

．若氯化钡溶液足量，将最后所得沉淀过滤、洗涤、烘干后称重为2.33克，则灼烧绿矾的过程中转移了

 

mol的电子．
（2）装置Ⅱ中试剂为品红溶液，其作用是

 

（3）装置Ⅲ中试剂为NaOH溶液，其作用是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,二价Fe离子和三价Fe离子的检验

专题：实验探究和数据处理题

分析：【问题1】（1）绿矾样品被氧化会生成Fe³⁺，Fe³⁺可使KSCN溶液会变血红色；
（2）Fe²⁺能使酸性KMnO₄溶液褪色，如果观察不到酸性KMnO₄溶液褪色，说明证明绿矾样品完全被氧化；
（3）铁和铁离子反应生成亚铁离子；
（4）由溶液得到晶体的步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，蒸发操作需要蒸发皿、玻璃棒，过滤需要烧杯；
【问题2】氯化钡溶液用于检验产物SO₃，品红溶液用于检验产物SO₂，氢氧化钠溶液用于尾气吸收，通过2.33克硫酸钡沉淀可计算出SO₃的物质的量，再根据2FeSO₄?7H₂O═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O可得SO₂的物质的量，根据化合物变化计算转移电子数．

解答： 解：【问题1】
（1）绿矾样品被氧化会生成Fe³⁺，有Fe³⁺存在即可明绿矾样品已被氧化，Fe³⁺可使KSCN溶液会变血红色，离子方程式为 Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
故答案为：KSCN溶液；
（2）Fe²⁺能使酸性KMnO₄溶液褪色，若溶液不褪色，说明溶液中没有Fe²⁺，则证明绿矾样品完全被氧化，
故答案为：溶液不褪色；
（3）使用FeSO₄时，如要防止Fe³⁺的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，加入铁粉后发生反应为铁还原铁离子为亚铁离子，反应的离子方程式：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）由溶液得到晶体的步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，蒸发操作需要蒸发皿、玻璃棒，过滤需要烧杯，没有用到的仪器为石棉网；
故答案为：蒸发浓缩；B；
【问题2】（1）氯化钡溶液用于检验产物SO₃，SO₃+H₂O=H₂SO₄，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，装置Ⅰ中氯化钡溶液中可观察到有白色沉淀产生；
FeSO₄高温分解产生的n（SO₃）=n（BaSO₄）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，
由2FeSO₄?7H₂O═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O可得n（SO₂）=n（SO₃）=0.01mol，
S的化合价由+6→+4，因此转移电子数为0.01mol×（6-4）=0.02mol，
故答案为：有白色沉淀产生；0.02；
（2）SO₂具有漂白性，可以使品红溶液褪色，因此品红溶液用于检验产物SO₂，
故答案为：检验产生的气体中是否含SO₂；
（3）氢氧化钠溶液用于吸收多余的SO₂，防止造成空气污染，
故答案为：除去多余的SO₂，防止污染空气．

点评：本题考查了重要离子和常见化合物的检验，综合性强，难度中等，所有的实验药品、实验步骤、实验现象、实验装置均取决于实验原理，因此掌握物质的性质及检测原理是解题的关键．