Question

【题目】某校学习小组的同学拟用工业废铁屑(主要成分为Fe,还含有少量FeS、Fe3P等)制备FeSO4·7H2O,并探究FeSO4·7H2O高温分解的产物。

I．制备实验步骤如下:

①称取一定量的废铁屑，用热的碳酸钠溶液浸泡，再用蒸馏水洗涤。

②将处理后的废铁屑放入锥形瓶中,加入适量3mol·L－1的硫酸,连接好装置(如图)后水浴加热至反应完全。

③依据现象停止加热，趁热过滤，向滤液中补加少量硫酸。

④将滤液冷却、结晶、过滤、洗涤。

回答下列问题

(1)步骤②中需控制硫酸的用量,使铁粉过量,其目的是_____________________。

(2)装置C的作用是__________________________。

(3)步骤④中洗涤时所用的洗涤剂最好是______(填标号)。

A．稀硝酸 B．无水乙醇 C．苯

(4)测定产品的纯度:

称取mg产品，放入锥形瓶中,用经煮沸过且冷却的蒸馏水和稀硫酸溶解,然后用cmol·L－1的KMnO4标准溶液滴定,消耗VmLKMnO4标准溶液。

蒸馏水煮沸的原因：______________；产品的纯度为_________________(列出计算表达式即可)

Ⅱ．探究FeSO4·7H2O高温分解的产物的实验装置及步骤如下，请完成相关填空:

操作步骤	实验现象	解释原因
组装好仪器,先充入氮气，再加热管式炉至700℃一段时间	试管E中的白色固体变蓝	分解得到的产物中含水蒸气
气体产物经过试管B时	品红溶液褪色	(5)产物中含有___________。
气体产物经过试管C时	试管C中出现白色沉淀	(6)C中反应的化学方程式为________________________。
将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液	(7)_________________。	(8)溶液中中含有__________。

(9)依据实验现象及产物，写出FeSO4·7H2O分解的化学方程式：_________________。

Answer 1

【答案】保证溶液中都是Fe2＋ 除去H2S、PH3等杂质 B 除去蒸馏水中的氧气 产物中有二氧化硫 SO3+H2O+BaCl2===BaSO4↓+2HCl 溶液变成血红色 溶液含有Fe3＋ 2FeSO4·7H2O=Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O

【解析】

I．(1)步骤②中需控制硫酸的用量，使铁粉过量，保证溶液中不含Fe3+；

(2) 铁屑中含有少量FeS、Fe3P等，与稀硫酸反应产生H2S、PH3等污染性气体；

(3) A．稀硝酸能氧化亚铁离子；B．无水乙醇能同时带走FeSO4·7H2O表面的水；

C．苯与水不溶，不适合作洗涤剂；

(4) 配制硫酸亚铁溶液所用的蒸馏水应预先煮沸，以除去溶解在水中的氧气；滴定过程中KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为MnO4-+5 Fe2++8H+=Mn2++5 Fe3++4H2O，根据反应关系求出产品纯度；

Ⅱ．（5）气体产物经过试管B时，分解得到的产物中含SO2，品红溶液褪色；

（6）气体产物经过试管C时，与氯化钡溶液反应生成白色沉淀；

（7）将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液，溶液变红；

（8）因为产物中含有SO2，S元素化合价降低则Fe元素化合价会升高，溶于足量稀硫酸后溶液含有Fe3+；

（9）依据实验现象知产物为Fe2O3、SO2、SO3和H2O，据此可写出FeSO4·7H2O分解的化学方程式。

I．(1)步骤②中需控制硫酸的用量，使铁粉过量，保证溶液中不含Fe3+；

故答案为：保证溶液中都是Fe2＋；

(2) 铁屑中含有少量FeS、Fe3P等，与稀硫酸反应产生H2S、PH3等污染性气体，故装置C的作用是除去H2S、PH3等杂质；

故答案为：除去H2S、PH3等杂质；

(3) A．稀硝酸能氧化亚铁离子，选项A不选；

B．无水乙醇能同时带走FeSO4·7H2O表面的水，选项B选；

C．苯与水不溶，不适合作洗涤剂，选项C不选；

故答案为：B；

(4) 配制硫酸亚铁溶液所用的蒸馏水应预先煮沸，以除去溶解在水中的氧气；滴定过程中KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为MnO4-+5 Fe2++8H+=Mn2++5 Fe3++4H2O，根据反应关系，产品纯度为；

故答案为：除去蒸馏水中的氧气；；

Ⅱ．（5）气体产物经过试管B时，分解得到的产物中含SO2，品红溶液褪色；

故答案为：产物中有二氧化硫；

（6）气体产物经过试管C时，与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，C中反应的化学方程式为SO3+H2O+BaCl2===BaSO4↓+2HCl；

故答案为：SO3+H2O+BaCl2===BaSO4↓+2HCl；

（7）将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液，溶液变红；

故答案为：溶液变成血红色；

（8）因为产物中含有SO2，S元素化合价降低则Fe元素化合价会升高，溶于足量稀硫酸后溶液含有Fe3+；

故答案为：溶液含有Fe3＋；

（9）依据实验现象及产物，FeSO4·7H2O分解的化学方程式：2FeSO4·7H2O=Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。

故答案为：2FeSO4·7H2O=Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。