Question

17．某小組取一定質(zhì)量的FeSO₄固體，利用如圖裝置進行實驗．
已知：SO₂熔點-72℃，沸點-10℃；SO₃熔點16.8℃，沸點44.8℃．

	實驗過程	實驗現(xiàn)象
①	通入一段時間N2，加熱	A中固體變?yōu)榧t棕色，B中有白色沉淀，D試管中有無色液體
②	用帶有火星的木條靠近裝置D的導管口	木條復(fù)燃
③	充分反應(yīng)，停止加熱，冷卻后，取A中固體，加鹽酸	固體溶解，溶液呈黃色
④	將③所得溶液滴入D試管中	溶液變?yōu)闇\綠色

（1）加熱前，先通入一段時間N₂的目的是排除裝置內(nèi)空氣，防止硫酸亞鐵被氧氣氧化．
（2）實驗③反應(yīng)的離子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（3）分解過程除產(chǎn)生使木條復(fù)燃的氣體外，僅由A中固體顏色變化推測，還一定有SO₂氣體．依據(jù)是因為有Fe₂O₃生成，在FeSO₄中只有+6價S元素有氧化性，能被還原．因此一定有SO₂生成．
（4）實驗④反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 通入一段時間N₂，加熱，A中固體變?yōu)榧t棕色為分解生成的氧化鐵，B中有白色沉淀是生成的，因為分解有O₂和SO₂生成，通入氯化鋇溶液，在水溶液中發(fā)生反應(yīng)：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，硫酸和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，D試管中有無色液體，SO₂熔點-72℃，沸點-10℃，D試管中有無色液體為二氧化硫，用帶有火星的木條靠近裝置D的導管口，木條復(fù)燃說明分解生成氧氣，充分反應(yīng)，停止加熱，冷卻后，取A中固體，加鹽酸固體溶解，溶液呈黃色，證明生成的氧化鐵溶解得到氯化鐵溶液，將③所得溶液滴入D試管中，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，據(jù)此分析回答，
（1）通入氮氣趕出裝置中的空氣，避免硫酸亞鐵被氧氣氧化；
（2）A中固體變?yōu)榧t棕色為氧化鐵；然后加鹽酸，是氧化鐵和鹽酸反應(yīng)，據(jù)此書寫離子反應(yīng)方程式；
（3）分解過程除產(chǎn)生使木條復(fù)燃的氣體為氧氣，A中固體變?yōu)榧t棕色為氧化鐵，因為有Fe₂O₃生成，在FeSO₄中只有+6價S元素有氧化性，能被還原，因此一定有SO₂生成；
（4）A為氧化鐵加鹽酸生成三價鐵離子，將③所得溶液滴入D試管中，溶液變?yōu)闇\綠色說明有二價鐵生成，所以三價鐵離子和二氧化硫發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，據(jù)此解答．

解答 解：（1）通入氮氣趕出裝置中的空氣，避免硫酸亞鐵被空氣中氧氣氧化，影響硫酸亞鐵分解產(chǎn)物的推斷，
故答案為：排除裝置內(nèi)空氣，防止硫酸亞鐵被氧氣氧化；
（2）根據(jù)②木條復(fù)燃說明有氧氣生成，根據(jù)A中固體變?yōu)榧t棕色，說明A中固體變?yōu)榧t棕色為氧化鐵，B中有白色沉淀為硫酸鋇，是因為硫酸亞鐵在氮氣的條件下隔絕空氣加熱分解生成氧化鐵、二氧化硫，所以實驗③反應(yīng)的離子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特點，元素化合價升高的價數(shù)等于元素化合價降低的價數(shù)，分解過程除產(chǎn)生使木條復(fù)燃的氣體為氧氣說明氧元素的化合價在升高，A中固體變?yōu)榧t棕色為氧化鐵，因為有Fe₂O₃生成，鐵的化合價也在升高，在FeSO₄中只有+6價S元素有氧化性，能被還原，因此一定有SO₂生成，
故答案為：SO₂；因為有Fe₂O₃生成，在FeSO₄中只有+6價S元素有氧化性，能被還原．因此一定有SO₂生成；
（4）取A中固體，加鹽酸Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，將③所得溶液滴入D試管中，溶液變?yōu)闇\綠色說明有二價鐵生成，說明三價鐵離子被還原，D試管中有無色液體為二氧化硫，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

點評 本題考查了有關(guān)FeSO₄固體制備的實驗，理解工藝流程圖，掌握實驗操作與設(shè)計及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．