Question

12．绿矾（FeSO₄•7H₂O）在医药上用作补血剂．某兴趣小组拟制备绿矾晶体，并探究其受热分解的产物．
Ⅰ．【查阅资料】
（1）FeSO₄•7H₂O为绿色晶体，易溶于水，易被空气中的氧气氧化．
（2）FeSO₄的溶解度随温度升高而增大．
（3）FeSO₄•7H₂O在较高温度下分解成水及金属氧化物、非金属氧化物．
Ⅱ．【制备产品】
实验步骤：
（l）称取5.2g铁粉放入烧杯中，并加入25mL 3mol/L稀硫酸，将烧杯放到热水浴（控制温度60℃左右）中加热30min，直到有少量气泡冒出，此时烧杯底部有少量铁粉剩余．铁粉需要过量的原因是防止Fe²⁺被氧化．
（2）用少量热水预热过滤器，然后将上述反应混合物趁热过滤，将盛装滤液的烧杯放入盛有冷水的烧杯中冷却结晶，过滤得到晶体．用热水预热过滤器及趁热过滤的目的是防止晶体在滤纸上析出，影响产量．
Ⅲ．【探究分解产物】
实验装置：

实验步骤：
（1）检验装置的气密性，按如图所示加入试剂．
（2）打开活塞a，通入N₂，排尽空气，关闭活塞a，点燃A处酒精灯．
（3）观察实验现象，探究分解产物：
①充分分解后，A处试管中固体物质完全变为红棕色．
②C处品红溶液褪色，说明有SO₂生成（填化学式）．
③兴趣小组推测，除上述两种氧化物及水生成外，还有一种氧化物生成．他们推测的理由是FeSO₄中铁元素与硫元素物质的量之比为1：1，根据得失电子守恒及元素守恒，有+6价的硫剩余；检验该氧化物时，B中盛装的试剂是c（填编号）．
a．紫色石蕊试液  b．NaHCO₃溶液  c．BaC1₂溶液    d．Ba（NO₃）₂溶液
④FeSO₄•7H₂O分解的化学方程式是2FeSO₄•7H₂O═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃+14H₂O．

Answer 1

分析 II．（1）亚铁离子易被空气中氧气氧化为铁离子，加入过量铁粉可以防止亚铁离子被氧化；
（2）用热水预热过滤器及趁热过滤是为了减少晶体的损失；
III．（3）①充分分解后，A处试管中固体物质完全变为红棕色说明生成氧化铁；
②结合原子守恒分析分解产物，品红溶液褪色是二氧化硫气体；
③依据氧化还原反应电子守恒分析，FeSO₄中铁元素与硫元素物质的量之比为1：1，电子转移铁元素+2价变化为+3价，硫元素化合价+6价变化为+4价，还剩余+6价化合物为三氧化硫，检验该氧化物利用三氧化硫溶于水生成硫酸，加入氯化钡溶液生成沉淀设计实验检验；
④反应物为硫酸亚铁结晶水合物晶体受热分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水，结合原子守恒配平书写化学方程式．

解答 解：II．（1）亚铁离子易被空气中氧气氧化为铁离子，加入过量铁粉可以防止亚铁离子被氧化，铁粉需要过量的原因是防止Fe²⁺被氧化，
故答案为：防止Fe²⁺被氧化；
（2）用热水预热过滤器及趁热过滤是为了减少晶体的损失，防止晶体在滤纸上析出，影响产量，
故答案为：防止晶体在滤纸上析出，影响产量；
III．（3）①充分分解后，A处试管中固体物质完全变为红棕色说明生成氧化铁；
②结合原子守恒分析分解产物，品红溶液褪色是二氧化硫气体，
故答案为：SO₂；
③依据氧化还原反应电子守恒分析，FeSO₄中铁元素与硫元素物质的量之比为1：1，电子转移铁元素+2价变化为+3价，硫元素化合价+6价变化为+4价，还剩余+6价化合物为三氧化硫，检验该氧化物利用三氧化硫溶于水生成硫酸，加入氯化钡溶液生成沉淀设计实验检验，
a．二氧化硫溶于水也可以使紫色石蕊试液变红色，故a错误；
b．NaHCO₃溶液和亚硫酸、硫酸都反应生成二氧化碳气体，不能鉴别硫酸，故b错误；
c．BaC1₂溶液和三氧化硫反应生成不溶于水，不溶于酸的白色沉淀，证明函硫酸根离子，故c正确；
d．二氧化硫气体通入Ba（NO₃）₂溶液会形成稀硝酸吧二氧化硫氧化为硫酸，也会生成不溶于酸的白色沉淀，不能鉴别三氧化硫，故d错误；
故答案为：FeSO₄中铁元素与硫元素物质的量之比为1：1，根据得失电子守恒及元素守恒，有+6价的硫剩余，c；
④反应物为硫酸亚铁结晶水合物晶体受热分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水，结合原子守恒配平书写化学方程式为：2FeSO₄•7H₂O═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃+14H₂O，
故答案为：2FeSO₄•7H₂O═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃+14H₂O．

点评 本题考查了物质组成的实验探究和含量的测定方法分析，主要是物质性质、氧化还原反应电子守恒、物质检验等知识点，题目难度中等．