Question

15．硫酸亚铁是重要的亚铁盐，广泛用于医药、化工和防腐等领域．
（1）硫酸亚铁溶液呈酸性，其原因是Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺（用离子方程式表示）．
（2）硫酸亚铁在高温下会发生分解．某化学学习小组为探究硫酸亚铁在不同温度下的分解产物，进行了如下探究．请你完成下列问题：
【提出猜想】
①硫酸亚铁在不同温度下分解得到产物，可能是FeO和SO₃（沸点44.8℃）；也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂．
【实验探究】
小组的同学根据猜想，设计了实验装置，并选择了可能用到的试剂如下：
A．品红溶液、B．KSCN溶液、C．BaCl₂溶液       D．Ba（NO₃）₂溶液．

②为了得到较高温度，加热用的仪器A名称是酒精喷灯．
③为了检验气体产物中含有SO₃，在装置Ⅲ应装的试剂是C（选填试剂序号），装置Ⅱ中装热水的作用是避免SO₃冷却成液体．
④为了检验固体产物成分，取反应后的固体于试管中，加稀硫酸溶解，将所得溶液分成两份，进行如下实验：

操作步骤	预期实验现象	预期实验结论
向其中一份溶液中加入 KSCN溶液（或B）．	溶液变成血红色	固体中含有Fe2O3
向另一份溶液中滴加 2滴黄色K3[Fe（CN）6]溶液．	产生蓝色沉淀	固体中含有FeO

⑤若生成的固体产物为Fe₂O₃和FeO，且其物质的量相等．则反应的化学方程式为3FeSO₄ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$FeO+Fe₂O₃+SO₂↑+2SO₃↑．

Answer 1

分析 （1）硫酸亚铁溶液中溶质为强酸弱碱盐，亚铁离子水解溶液显酸性；
（2）①已知FeSO₄在不同条件下分解得到产物不同，可能是FeO和SO₃，也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂；
②为了得到较高温度，加热用的仪器A为酒精喷灯；
③安全瓶的作用是可以防止倒吸；当温度高于44.8°C时三氧化硫为气体状态，装置III是检验是否有三氧化硫，装置IV是检验是否有二氧化硫，根据二者的性质选择试剂；
④检验三价铁离子用硫氰化钾溶液；检验二价铁离子用K₃[Fe（CN）₆]溶液；
⑤若生成的固体产物为Fe₂O₃和FeO，且其物质的量相等．依据氧化还原反应电子守恒计算分析判断，反应除生产铁的氧化物同时生成二氧化硫、三氧化硫气体，结合原子守恒配平书写化学方程式．

解答 解：（1）硫酸亚铁溶液呈酸性，其原因是亚铁离子水解溶液显酸性，离子方程式为：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，
故答案为：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；
（2）①已知FeSO₄在不同条件下分解得到产物不同，可能是FeO和SO₃，也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂，
故答案为：SO₂；
②固体分解需要较高的温度，为了得到较高温度，加热用的仪器A名称是酒精喷灯，
故答案为：酒精喷灯；
③装置III是检验是否有三氧化硫，可以选用C中的氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成说明有三氧化硫；SO₃的沸点是44.8°C，当温度高于44.8°C时三氧化硫为气体状态，把试管浸泡在50℃的热水浴中能防止SO₃液化或凝固，产生的气体极易和溶液反应时，会产生倒吸，所以装置II的试管能防止溶液倒吸入装置Ⅰ中（或安全瓶），
故答案为：C；避免SO₃冷却成液体；
④检验三价铁离子用硫氰化钾溶液，溶液变红色，证明有三价铁离子，进而说明固体产物中含有氧化铁；检验二价铁离子用K₃[Fe（CN）₆]溶液，溶液中生成蓝色沉淀，说明有二价铁离子，即证明固体产物中含有FeO；
故答案为：

操作步骤	预期实验现象	预期实验结论
KSCN溶液（或B）	溶液变成血红色
	产生蓝色沉淀

⑤若生成的固体产物为Fe₂O₃和FeO，且其物质的量相等，则2FeSO₄～Fe₂O₃～2e^-，FeSO₄～FeO，反应的FeSO₄为3，元素化合价升高的是变化为二氧化硫，有3个FeSO4反应，生成FeSO₄～SO₂～2e^-，所以生成1个二氧化硫2个三氧化硫，结合原子守恒配平得到化学方程式为：3FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ FeO+Fe₂O₃+SO₂↑+2SO₃↑，
故答案为：3FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ FeO+Fe₂O₃+SO₂↑+2SO₃↑．

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、物质检验实验设计和现象分析判断，氧化还原反应和盐类水解的分析应用是解题关键，题目难度中等．