Question

15．硫酸亞鐵是重要的亞鐵鹽，廣泛用于醫(yī)藥、化工和防腐等領(lǐng)域．
（1）硫酸亞鐵溶液呈酸性，其原因是Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺（用離子方程式表示）．
（2）硫酸亞鐵在高溫下會(huì)發(fā)生分解．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究硫酸亞鐵在不同溫度下的分解產(chǎn)物，進(jìn)行了如下探究．請(qǐng)你完成下列問(wèn)題：
【提出猜想】
①硫酸亞鐵在不同溫度下分解得到產(chǎn)物，可能是FeO和SO₃（沸點(diǎn)44.8℃）；也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂．
【實(shí)驗(yàn)探究】
小組的同學(xué)根據(jù)猜想，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置，并選擇了可能用到的試劑如下：
A．品紅溶液、B．KSCN溶液、C．BaCl₂溶液       D．Ba（NO₃）₂溶液．

②為了得到較高溫度，加熱用的儀器A名稱是酒精噴燈．
③為了檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物中含有SO₃，在裝置Ⅲ應(yīng)裝的試劑是C（選填試劑序號(hào)），裝置Ⅱ中裝熱水的作用是避免SO₃冷卻成液體．
④為了檢驗(yàn)固體產(chǎn)物成分，取反應(yīng)后的固體于試管中，加稀硫酸溶解，將所得溶液分成兩份，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

操作步驟	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論
向其中一份溶液中加入 KSCN溶液（或B）．	溶液變成血紅色	固體中含有Fe2O3
向另一份溶液中滴加 2滴黃色K3[Fe（CN）6]溶液．	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀	固體中含有FeO

⑤若生成的固體產(chǎn)物為Fe₂O₃和FeO，且其物質(zhì)的量相等．則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeSO₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$FeO+Fe₂O₃+SO₂↑+2SO₃↑．

Answer 1

分析 （1）硫酸亞鐵溶液中溶質(zhì)為強(qiáng)酸弱堿鹽，亞鐵離子水解溶液顯酸性；
（2）①已知FeSO₄在不同條件下分解得到產(chǎn)物不同，可能是FeO和SO₃，也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂；
②為了得到較高溫度，加熱用的儀器A為酒精噴燈；
③安全瓶的作用是可以防止倒吸；當(dāng)溫度高于44.8°C時(shí)三氧化硫?yàn)闅怏w狀態(tài)，裝置III是檢驗(yàn)是否有三氧化硫，裝置IV是檢驗(yàn)是否有二氧化硫，根據(jù)二者的性質(zhì)選擇試劑；
④檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子用硫氰化鉀溶液；檢驗(yàn)二價(jià)鐵離子用K₃[Fe（CN）₆]溶液；
⑤若生成的固體產(chǎn)物為Fe₂O₃和FeO，且其物質(zhì)的量相等．依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計(jì)算分析判斷，反應(yīng)除生產(chǎn)鐵的氧化物同時(shí)生成二氧化硫、三氧化硫氣體，結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式．

解答 解：（1）硫酸亞鐵溶液呈酸性，其原因是亞鐵離子水解溶液顯酸性，離子方程式為：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，
故答案為：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；
（2）①已知FeSO₄在不同條件下分解得到產(chǎn)物不同，可能是FeO和SO₃，也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂，
故答案為：SO₂；
②固體分解需要較高的溫度，為了得到較高溫度，加熱用的儀器A名稱是酒精噴燈，
故答案為：酒精噴燈；
③裝置III是檢驗(yàn)是否有三氧化硫，可以選用C中的氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成說(shuō)明有三氧化硫；SO₃的沸點(diǎn)是44.8°C，當(dāng)溫度高于44.8°C時(shí)三氧化硫?yàn)闅怏w狀態(tài)，把試管浸泡在50℃的熱水浴中能防止SO₃液化或凝固，產(chǎn)生的氣體極易和溶液反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生倒吸，所以裝置II的試管能防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中（或安全瓶），
故答案為：C；避免SO₃冷卻成液體；
④檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子用硫氰化鉀溶液，溶液變紅色，證明有三價(jià)鐵離子，進(jìn)而說(shuō)明固體產(chǎn)物中含有氧化鐵；檢驗(yàn)二價(jià)鐵離子用K₃[Fe（CN）₆]溶液，溶液中生成藍(lán)色沉淀，說(shuō)明有二價(jià)鐵離子，即證明固體產(chǎn)物中含有FeO；
故答案為：

操作步驟	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論
KSCN溶液（或B）	溶液變成血紅色
	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

⑤若生成的固體產(chǎn)物為Fe₂O₃和FeO，且其物質(zhì)的量相等，則2FeSO₄～Fe₂O₃～2e^-，F(xiàn)eSO₄～FeO，反應(yīng)的FeSO₄為3，元素化合價(jià)升高的是變化為二氧化硫，有3個(gè)FeSO4反應(yīng)，生成FeSO₄～SO₂～2e^-，所以生成1個(gè)二氧化硫2個(gè)三氧化硫，結(jié)合原子守恒配平得到化學(xué)方程式為：3FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ FeO+Fe₂O₃+SO₂↑+2SO₃↑，
故答案為：3FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ FeO+Fe₂O₃+SO₂↑+2SO₃↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)存在和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)判斷、物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和現(xiàn)象分析判斷，氧化還原反應(yīng)和鹽類水解的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．