题目内容

3.硫酸亚铁晶体( FeSO4•7H2O)俗称绿矾,加热至高温会发生分解,为确定绿矾分解产生的非金属氧化物,进行如下探究.
(1)假设1:非金属氧化物为SO2;
假设2:非金属氧化物为SO3;
假设3.非金属氧化物SO2、SO3.
(2)现设计如下所示实验装置(图中铁架台略去),检验绿矾的分解产物.

按上述装置进行实验,同学们观察到如下现象:
 装置 现象 结论
 A 固体呈红棕色,将其放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液 
 B 无水硫酸铜变蓝
 C 高锰酸钾溶液褪色
(3)结合实验现象,理论上分析可知绿矾分解还生成另一物质SO3.其理论依据是每两个FeSO4分解生成1个Fe2O3后剩余S、O原子个数比为2:5不等于1:2,若只生成Fe2O3和SO2,S和O之比为1:3.5,元素不守恒,故可通过理论分析得出:绿矾分解还生成另一物质SO3;.
(4)为证明反应产生了SO3,应在B、C之间补充一个装置,请你在下表中画出实验装置图(气流方向:左一右),注明药品的名称[可供选择的药品有1mol/L NaOH溶液、0.5mol/L BaCl2溶液、0.5mol/L Ba( N03)2溶液].
 装置示意图 现象及结论
  
有白色沉淀生成说明分解产物SO3
(5)根据上述实验,写出绿矾高温分解的化学方程式2FeSO4•7H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O.

分析 (1)猜想1:非金属氧化物为SO2     
猜想2:非金属氧化物SO3    
猜想3:非金属氧化物SO2、SO3
(2)固体呈红棕色,生成了氧化铁,无水硫酸铜白色粉末遇水变蓝,二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色;
(3)运用质量守恒定律,硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物,三氧化二铁是红棕色固体,能和稀盐酸反应生成可溶性的黄色物质来解答此题;
(4)据硫酸根离子的检验,瓶中物质应为氯化钡溶液;
(5)绿矾高温分解生成氧化铁,二氧化硫,三氧化硫和水,结合原子守恒和电子守恒配平书写.

解答 解:(1)依据硫元素化合价变化结合电子守恒分析,
猜想1:非金属氧化 物为SO2
猜想2:非金属氧化物SO3
猜想3:非金属氧化物SO2、SO3
故答案为:非金属氧化物SO2、SO3;
(2)固体呈红棕色,生成了氧化铁,将其放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液为氯化铁溶液,据无水硫酸铜白色粉末遇水变蓝,二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色,可否认猜想中的2,得到结论为:分解产生H2O、Fe2O3、SO2,
故答案为:分解产生H2O、Fe2O3、SO2;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素原子的种类个数不变,因每两个FeSO4分解生成1个Fe2O3后剩余S、O原子个数比为2:5不等于1:2,若只生成Fe2O3和SO2,S和O之比为1:3.5,元素不守恒,故可通过理论分析得出:绿矾分解还生成另一物质SO3,
故答案为:每两个FeSO4分解生成1个Fe2O3后剩余S、O原子个数比为2:5不等于1:2,若只生成Fe2O3和SO2,S和O之比为1:3.5,元素不守恒,故可通过理论分析得出:绿矾分解还生成另一物质SO3;
(4)虚线方框装置中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成,若含有该气体,会生成硫酸钡白色沉淀,观察到的观象为溶液变浑浊,
装置图为:瓶内为0.5mol/L的BaC12溶液,
故答案为:瓶内为0.5mol/L的BaC12溶液,有白色沉淀生成;
(5)绿矾高温分解生成氧化铁,二氧化硫,三氧化硫和水,结合原子守恒和电子守恒配平书写得到化学方程式为:2FeSO4•7H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,
故答案为:2FeSO4•7H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O.

点评 本题考查了物质存在和性质的实验探究方法和实验设计判断,氧化还原反应和盐类水解的分析应用是解题关键.

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