Question

綠礬又名七水硫酸亞鐵（FeSO₄?7H₂O），其用途廣泛，可用于制鐵鹽、氧化鐵顏料、凈水劑、防腐劑、消毒劑等，醫(yī)藥上作抗貧血藥，農(nóng)業(yè)上可作農(nóng)藥，也可用作肥料．
【實驗一】綠礬（FeSO₄?7H₂O）的一種綜合利用工藝如下：

（1）綠礬與NH₄HCO₃在溶液中反應，有CO₂生成，反應的化學方程式為

 

．
（2）隔絕空氣進行“焙燒”，鐵元素的轉化途徑是FeCO3

分解

 FeO

還原

Fe
，實際作還原劑的是CO．寫出“焙燒”過程中各步反應的化學方程式：
（1）FeCO₂

△   .

FeO+CO₂↑；
（2）

 

；
（3）

 

．
（3）母液“除雜”后，欲得到（NH₄）₂SO₄粗產(chǎn)品，操作步驟依次為蒸發(fā)濃縮、

 

、過濾、洗滌、干燥．
【實驗二】為探究綠礬受熱分解反應的產(chǎn)物，某實驗小組進行了如圖所示的實驗：
【資料】：
（1）SO₂通入BaCl₂溶液中無明顯現(xiàn)象，SO₃通入BaCl₂溶液中，有白色沉淀生成（BaCl₂+SO₃+H₂O=BaSO₄↓+2HCl）．
（2）SO₂能使品紅溶液褪色，SO₃不能能使品紅溶液褪色．
實驗步驟：
①組裝儀器，

 

；
②將一定量的綠礬樣口置于硬質玻璃管內(nèi)，打開活塞K，通入一定量的氮氣；
③關閉活塞K，加強熱使綠礬完全分解；
④打開活塞K，

 

；
⑤記錄觀察到的實驗現(xiàn)象并分析結論．
試回答：
（4）寫出上述實驗儀器的名稱：a

 

    b

 

（5）將上述實驗步驟補充完整：①

 

   ②

 

（6）對實驗記錄的現(xiàn)象進行分析：
①硬質玻璃管內(nèi)綠色粉末變成紅棕色，說明生成物有

 

；
②B中硫酸銅由白色變藍色，說明生成物有

 

；
③C中的現(xiàn)象是有白色沉淀生成，說明有

 

 生成；
④D中的實驗現(xiàn)象是

 

，說明有SO₂生成．
（7）根據(jù)實驗現(xiàn)象及結論請寫出綠礬受熱分解的化學方程式

 

．
（8）經(jīng)過測定，C中生成的沉淀的質量為4.66g，求參加反應的綠礬樣品的質量．請寫出計算過程：
（9）該實驗小組同學設計的實驗存在著一個明顯的不足，請?zhí)岢龈倪M建議

 

．

Answer 1

考點：物質的相互轉化和制備,常見氣體的檢驗與除雜方法,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：物質的制備

分析：【實驗一】（1）根據(jù)反應原理找出反應物、生成物、反應條件，然后依據(jù)質量守恒定律書寫化學方程式；
（2）根據(jù)反應原理找出反應物、生成物、反應條件，然后依據(jù)質量守恒定律書寫化學方程式；
（3）根據(jù)硫酸銨晶體的溶解度曲線進行分析；
【資料】（4）根據(jù)儀器的形狀和作用進行分析；
（5）根據(jù)該裝置中生成了氣體，也需要檢驗氣體進行分析；
（6）根據(jù)質量守恒定律、氧化鐵是紅色粉末，SO₂通入BaCl₂溶液中無明顯現(xiàn)象，SO₃通入BaCl₂溶液中，有白色沉淀生成，SO₂能使品紅溶液褪色，SO₃不能能使品紅溶液褪色進行分析；
（7）根據(jù)反應原理找出反應物、生成物、反應條件，然后依據(jù)質量守恒定律書寫化學方程式；
（8）根據(jù)題中的轉化關系找出綠礬樣品和C中的沉淀的關系式，然后根據(jù)C中的沉淀的質量求出綠礬樣品的質量；
（9）根據(jù)二氧化硫和三氧化硫會污染空氣進行分析．

解答：解：【實驗一】（1）七水硫酸亞鐵和碳酸氫銨反應生成碳酸鐵、硫酸銨、水和二氧化碳，化學方程式為：FeSO₄?7H₂O+2NH₄HCO₃=FeCO₃+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+8H₂O；
（2）二氧化碳和木炭在高溫的條件下生成一氧化碳，化學方程式為：CO₂+C

高溫  .

2CO，
一氧化碳和氧化亞鐵在加熱的條件下生成鐵和二氧化碳，化學方程式為：FeO+CO

高溫  .

Fe+CO₂；
（3）通過分析硫酸銨的溶解度曲線可知，硫酸銨溶解度受溫度影響溶解度變化較大，所以要得到硫酸銨晶體需要采用冷卻熱飽和溶液的方法，然后再進行過濾、洗滌、干燥；
【資料】（4）通過觀察裝置圖中的儀器，可以看出a裝置是用來加熱的，類似酒精燈，所以a是酒精噴燈，b裝置是用來干燥的，b是球形干燥管；
（5）通過分析該實驗裝置，反應中生成了氣體，需要在連接好裝置后檢驗裝置的氣密性，
該反應中生成了二氧化硫、三氧化硫，所以在反應后需要將這些氣體排出進行檢驗，所以反應后需要緩緩鼓入一定量氮氣；
（6）①硬質玻璃管內(nèi)綠色粉末變成紅棕色，依據(jù)質量守恒定律可知，紅棕色粉末是氧化鐵，所以說明生成物有：Fe₂O₃，
②無水硫酸銅有吸水性，吸水后會變藍色，經(jīng)常用來檢驗水的存在，B中硫酸銅由白色變藍色，說明生成物有：H₂O，
③SO₂通入BaCl₂溶液中無明顯現(xiàn)象，SO₃通入BaCl₂溶液中，有白色沉淀生成，C中的現(xiàn)象是有白色沉淀生成，說明有SO₃生成，
④SO₂能使品紅溶液褪色，SO₃不能能使品紅溶液褪色，結果證明了有二氧化硫生成，所以D中的實驗現(xiàn)象是：品紅溶液褪色；
（7）七水硫酸亞鐵在高溫的條件下生成氧化鐵、二氧化硫、三氧化硫和水，化學方程式為：2FeSO₄?7H₂O

高溫  .

Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑+14H₂O；
（8）解：設參加反應的綠礬樣品質量為x，
      2FeSO₄?7H₂O～SO₃～BaSO₄
       556              233
        x               4.66g
         

556

x

=

233

4.66g

           x=11.12g
     答：參加反應的綠礬樣品質量為11.12g．
（9）二氧化硫和三氧化硫會污染空氣，所以改進建議是：在D裝置后加尾氣處理裝置，防止污染空氣．
故答案為：【實驗一】（1）FeSO₄?7H₂O+2NH₄HCO₃=FeCO₃+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+8H₂O；
（2）CO₂+C

高溫  .

2CO，F(xiàn)eO+CO

高溫  .

Fe+CO₂；
（3）冷卻熱飽和溶液；
【資料】（4）酒精噴燈，球形干燥管；
（5）檢查裝置氣密性，緩緩鼓入一定量氮氣；
（6）①Fe₂O₃，②H₂O，③SO₃，④品紅溶液褪色；
（7）2FeSO₄?7H₂O

高溫  .

Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑+14H₂O；
（8）解：設參加反應的綠礬樣品質量為x，
      2FeSO₄?7H₂O～SO₃～BaSO₄
       556              233
        x                4.66g
         

556

x

=

233

4.66g

           x=11.12g
     答：參加反應的綠礬樣品質量為11.12g．
（9）在D裝置后加尾氣處理裝置，防止污染空氣．

點評：該題難度比較大，閱讀量多，在做這類題時，對題意要理解透，找出有用的物質，然后結合題中的問題和學過的知識進行解答．