题目内容

16．硫酸亚铁（FeSO4）加热至高温会分解，生成一种金属氧化物M和两种非金属氧化物．某化学研究小组利用下列装置加热至高温使FeSO4分解．

实验步骤：
将一定量FeSO4固体置于硬质玻璃管中，打开活塞K，通人一段时间N2，关闭活塞K．加热A中的玻璃管一段时间，待A中固体不再分解后，停止加热，打开K，缓慢通人氮气至玻璃管冷却．
（1）已知M中铁元素的质量分数为70%，M的化学式为Fe2O3．
（2）按图组装好仪器（已省略夹持仪器）并检查装置的气密性，在一定温度下按上述图示装置
进行实验．
操作步骤实验现象用化学方程式解释原因
 打开K，通入一段时间的N2，关闭活塞K，加热A中的玻璃管一段时间洗气瓶B中①有白色沉淀生成 ②SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
 A中固体不再分解后，停止加热，打开K，缓慢通入氮气至玻璃管冷却硬质玻璃管中最终可以看到③有红棕色固体物质生成 ④2FeSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3↑
（3）某同学欲验证硫酸亚铁分解产物中含有的另一种非金属氧化物N．

①从实验装置D、E、F、G中，选用两个装置与装置A连接进行实验，依次连接的合理顺序为A→F→D．
②能证明生成了非金属氧化物N的现象是F中品红溶液褪色．

分析 （1）硫酸亚铁（FeSO4）加热至高温会分解，生成一种金属氧化物M和两种非金属氧化物，已知M中铁元素的质量分数为70%，铁元素质量和氧元素质量计算物质的量之比得到氧化物化学式；
（2）①硫酸亚铁分解生成氧化铁中铁元素化合价升高，则硫元素化合价降低为+4价，生成SO2，硫酸亚铁（FeSO4）加热至高温会分解，生成一种金属氧化物M和两种非金属氧化物，依据氧化还原反应电子守恒可知，生成气体中含有三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；
②分析可知硬质玻璃管中剩余固体为氧化铁为红色固体；
（3）验证硫酸亚铁分解产物中含有的另一种非金属氧化物N为SO2，二氧化硫能使品红溶液褪色，二氧化硫气体污染空气需要用氢氧化钠溶液吸收．

解答 解：（1）硫酸亚铁（FeSO4）加热至高温会分解，生成一种金属氧化物M和两种非金属氧化物，金属氧化物为铁的氧化物，铁元素70%，氧元素占30%，铁元素和氧元素物质的量之比=$\frac{70%}{56}$：$\frac{30%}{16}$=2：3，化学式为Fe2O3，
故答案为：Fe2O3；
（2）硫酸亚铁（FeSO4）加热至高温会分解，生成一种金属氧化物M为Fe2O3和两种非金属氧化物，发生了氧化还原反应，则非金属氧化物应为SO2、SO3生成，打开K，通入一段时间的N2，关闭活塞K，加热A中的玻璃管一段时间洗气瓶B中会生成白色沉淀，三氧化硫通入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀，反应的化学方程式为：SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，A中固体不再分解后，停止加热，打开K，缓慢通入氮气至玻璃管冷却，硬质玻璃管中最终可以看到有红色固体生成，反应的化学方程式为：2FeSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3↑，
故答案为：①有白色沉淀生成；②SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl；③有红棕色固体物质生成；④2FeSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3↑；
（3）①验证硫酸亚铁分解产物中含有的另一种非金属氧化物N为SO2，二氧化硫遇到品红溶液会褪色，所以检验二氧化硫气体可以用品红溶液检验二氧化硫的存在，二氧化硫是污染性气体，需要最后用氢氧化钠溶液吸收，选择装置为FD，
故答案为：F；D；
②能证明生成了非金属氧化物N的现象是：F中品红溶液褪色，
故答案为：F中品红溶液褪色．

点评 本题考查了物质性质实验方案的设计与评价、物质检验的试剂选择和反应现象，注意实验过程中发生的氧化还原反应错误判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

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