Question

3．某酸性FeSO₃溶液中含有少量的SnSO₄，为得到纯净的硫酸亚铁晶体（FeSO₄•xH₂O），可向溶液中通入H₂S气体至饱和，然后用硫酸酸化至pH=2，过滤后，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，得到硫酸亚铁晶体．查阅资料，得到相关物质的有关数据如表：

25℃	pH	25℃	pH
饱和H2S溶液	3.9	FeS开始沉淀	3.0
SnS沉淀完全	1.6	FeS沉淀完全	5.5

（1）用硫酸亚铁晶体配置FeSO₄溶液时还需加入的物质是铁粉和稀硫酸；
（2）为检验制得的硫酸亚铁晶体中是否含有Fe³⁺，可选用的试剂为AC；
A．KSCN溶液B．稀硫酸C．淀粉-KI溶液D．KMnO₄溶液
（3）通入H₂S气体至饱和的目的是除去溶液中的Sn²⁺离子，并防止Fe²⁺被氧化；用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe²⁺离子生成沉淀；
（4）为研究硫酸亚铁晶体的热分解，某兴趣小组同学称取ag硫酸亚铁晶体样品，按图1装置进行高温加热，使其完全分解（硫酸亚铁晶体在高温条件下回分解为三种化合物和一种单质，该单质能使带火星的木条复燃），对所得产物进行探究，并通过称量装置B的质量测出x的值．

①装置B中午睡硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中含有二氧化硫；
②实验中要持续通入氮气，否则测出的x会偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
③硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中固体呈红棕色，将其加入足量稀盐酸中，固体全部溶解，得黄色溶液；
④某研究所利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体进行热分解，获得相关数据，绘制成的固体质量与分解温度的关系图如图2，根据图中有关数据，可计算出x为7．

Answer 1

分析 （1）用硫酸亚铁晶体配置FeSO₄溶液时要抑制亚铁离子水解和被氧气氧化；
（2）KSCN溶液与Fe³⁺的溶液反应会使溶液呈血红色，Fe³⁺有氧化性，能将碘离子氧化成碘单质，碘遇淀粉显蓝色；
（3）依据题中实验过程分析，通入硫化氢至饱和，硫化氢是强还原剂，目的是沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化；在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn²⁺；
（4）①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色；
②实验中要持续通入氮气，把水蒸气全部赶出，否则测出的x会偏小；
④通过FeSO₄•xH₂O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：2x，根据原子守恒计算．

解答 解：（1）用硫酸亚铁晶体配置FeSO₄溶液时要抑制亚铁离子水解和被氧气氧化，所以用硫酸亚铁晶体配置FeSO₄溶液时还需加入的物质是少量铁粉和稀硫酸，
故答案为：铁粉和稀硫酸；
（2）KSCN溶液与Fe³⁺的溶液反应会使溶液呈血红色，Fe³⁺有氧化性，能将碘离子氧化成碘单质，碘遇淀粉显蓝色，所以检验硫酸亚铁晶体中是否含有Fe³⁺，可以用KSCN溶液或淀粉-KI溶液，
故答案为：AC；
（3）通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，已知：在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn²⁺完全沉淀，亚铁离子不沉淀，
故答案为：除去溶液中的Sn²⁺离子，并防止Fe²⁺被氧化；防止Fe²⁺离子生成沉淀；
（4）①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，
故答案为：二氧化硫；
②实验中要持续通入氮气，把水蒸气全部赶出，否则测出的x会偏小，
故答案为：偏小；
④通过FeSO₄•xH₂O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：x，
Fe₂O₃～2xH₂O
160     36x
8g     12.6g
x=7
故答案为：7．

点评 本题考查物质的性质与制备实验，为高考常见题型，侧重考查学生根据实验原理从资料中获得有效信息的能力、实验分析能力、根据化学式的计算能力等，难度较大，注意把握物质的性质以及实验的原理．