题目内容
【题目】绿矾(FeSO47H2O)，又称绛矾，始载于《新修本草》“矾石有五种……其绛矾本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色，故名绛矾矣”。绿矾在医药、净水、化肥、农药等方面有广发的应用。某学习小组进行了如下学习活动：
Ⅰ.制备FeSO4。
(1)请你写出一个以Fe为原料制备FeSO4的化学方程式_________，若有5.6 g Fe完全反应，理论上生成FeSO4_______g。
Ⅱ.小组同学在用绿矾配制FeSO4溶液时发现，溶液颜色会由绿变黄。然后进行如下探究：
（查阅资料）
ⅰ.FeSO4溶液能与氧气反应，反应生成的可溶性含铁物质遇KSCN溶液会变红。
ⅱ.保存FeSO4溶液时要加入稀硫酸和铁钉，置于阴凉处。
（提出猜想）
影响FeSO4溶液与氧气反应速率的因素可能有温度、浓度、溶液酸碱性、是否有铁钉等。
（进行实验）
（解释与结论）
(2)通过对比实验②和③，得出的结论是 _____ 。
(3)欲得出“稀硫酸和铁钉共同存在下才能有效防止FeSO4溶液变质”的结论，需要对比_____ (填编号)。
(4)实验⑤中，FeSO4溶液变质的反应如下，补全该反应的化学方程式。4FeSO4 + 2H2SO4+ O2 2Fe2(SO4)3 + _____ _______
(5)下列说法正确的是 _____ .
A．其他条件相同，溶液酸性增强，FeSO4溶液变质加快
B．其他条件相同，FeSO4溶液浓度越大，变质越快
C．实验⑥中，滴加KSCN溶液后，略显红色，振荡后溶液变为浅绿色，可能是发生了反应Fe2(SO4)3 +Fe=3FeSO4
D．“其绛矾本来绿色……烧之赤色”，颜色发生变化的原因可能是铁的化合价发生了变化
【答案】Fe + H2SO4====FeSO4 + H2↑ 或Fe + CuSO4====FeSO4 + Cu15.2温度越高，FeSO4溶液与氧气反应的速率越快；或者温度会影响FeSO4溶液与氧气反应的速率②④⑤⑥2H2OCD
【解析】
解：I(1)据质量守恒，由Fe生成FeSO4，需要增加SO42-，所以可以用含有SO42-的溶液如H2SO4或CuSO4，故化学方程式为：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑或Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；设5.6gFe反应生成FeSO4的质量为x，由题意得：
Fe～FeSO4
56 152
5.6g x
x=15.2g；【解释与结论】本题主要利用化学实验中的控制变量法来完成：(2)对比实验②③，发现③的温度高为40℃，在0min溶液立即变为黄色，说明温度越高，FeSO4溶液与氧气反应的速率越快；或者温度会影响FeSO4溶液与氧气反应的速率，故答案为：温度越高，FeSO4溶液与氧气反应的速率越快；或者温度会影响FeSO4溶液与氧气反应的速率；(3)要验证FeSO4变质，需要外部条件一样，所以需要20℃，用实验②做对比，过2h溶液颜色变黄加深，说明已经氧化；实验④是只有铁钉，过2h溶液颜色变黄加深，说明已经氧化；实验⑤是只有H2SO4，过2h后滴加KSCN溶液后，略显红色，说明已氧化；实验⑥铁钉和H2SO4都有，过2h后振荡后溶液变为浅绿色，说明没有氧化。综合以上分析，说明FeSO4要不变质，氧化，需要稀硫酸和铁钉共同存在下；(4)根据质量守恒中反应前后原子个数和种类不变，发现反应后少4个氢原子和2个氧原子。所以为2H2O；(5)选项A B 根据实验②和①，烧杯内H2SO4浓度有10%提高到20%，浓度变大，溶液酸性增强，现象为30min溶液鲜黄色到略显黄色，说明酸性增强，溶液变质速度慢，故A B错；选项C 溶液变黄是因为生产了Fe3+，而溶液有变为浅绿色是生成了Fe2+，因为实验⑥中有铁钉，所以会发生反应：Fe2(SO4)3+Fe═3FeSO4，故C对；选项D 因为Fe2+溶液为浅绿色，Fe3+溶液为黄色，所以有变化，是Fe的化合价变了，故D对。
