题目内容

【题目】工业上常通过高温分解FeSO4的方法制备Fe2O3,为检验FeSO4高温分解的产物,并进行有关探究实验,回答下列问题:

实验一:高温分解FeSO4,利用如图1所示的实验装置进行实验。

已知:①SO2熔点为-72℃,沸点为-10℃;②SO3熔点为-16.8℃,沸点为44.8℃。

(1)连接装置,检验气密性良好,放入药品,通入一段时间N2然后加热,通入N2的目的是___。

(2)隔绝空气加热至650℃,看到B中有白色沉淀,D试管中有无色液体,硬质玻璃管中的固体变为___,同时有两种无色气体生成,写出该反应的化学方程式___。

(3)反应完毕后,停止加热冷却后,取硬质玻璃管中固体,加盐酸,反应的离子方程式是___,将反应后所得溶液滴入D试管中,溶液变为浅绿色,该反应的离子方程式是___。

实验二:探究高温分解FeSO4生成的气体

(4)用如图2所示装置设计实验,验证高温分解FeSO4生成的气态物质

①按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:c-___。

②试剂X的名称是___。

③充分反应后,利用装置 III中圆底烧瓶内混合物测定已分解的FeSO4的质量,向圆底烧瓶中逐渐滴入氯化钡溶液,直到沉淀完全;然后过滤混合物,在过滤器上将沉淀洗净后,烘干并冷却至室温,称重.若最终得到沉淀的质量为Wg,则已分解的FeSO4的质量__g。

【答案】排除装置中的空气 红棕色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ a-b-f-g-d 品红溶液

【解析】

实验一:二氧化硫在加热条件下很容易被空气中的氧气氧化;根据题意同时有两种无色气体生成,B中有白色沉淀,判断两种气体可能为二氧化硫和三氧化硫,根据化合价的改变,则还有Fe2O3;

实验二:A装置为FeSO4在高温下分解生成Fe2O3、SO3和SO2的装置,三氧化硫易和水反应生成硫酸,三氧化硫熔点高,故先用冰水混合物使三氧化硫液化,检验二氧化硫用品红溶液,二氧化硫有毒,会污染空气,需要尾气处理;装置Ⅲ中圆底烧瓶内是三氧化硫,加入氯化钡全部反应生成硫酸钡沉淀,根据沉淀质量计算生成三氧化硫的物质的量,结合化学方程式计算分解的硫酸亚铁质量。

实验一:在加热条件下,二氧化硫很容易被空气中的氧气氧化,所以在加热之前,通入的目的是排除装置中的空气;

中有白色沉淀,该沉淀为硫酸钡,有两种无色气体生成,则应为二氧化硫和三氧化硫,硫元素化合价降低,则铁元素化合价升高为三氧化二铁,红棕色,化学方程式为:;

(3).根据方程式硬质玻璃管中的固体为三氧化二铁,所以离子方程式为:;将反应后所得溶液滴入D试管中,溶液中铁离子被还原成浅绿色的亚铁离子,二氧化硫被氧化成硫酸根离子,该反应的离子方程式为;

实验二:

(4)①装置I为在高温下分解生成、和的装置,三氧化硫易和水反应生成硫酸,三氧化硫熔点高,故先用冰水混合物使三氧化硫液化,即c和a相连,检验二氧化硫用品红溶液,故Ⅳ中装有品红溶液,即b和f相连,二氧化硫有毒,会污染空气,故用氢氧化钠溶液吸收,即g和d相连;顺序为;

气体具有漂白性,可使品红溶液褪色,故装置Ⅳ中装有品红溶液,检验二氧化硫的生成;

装置Ш中得到的是三氧化硫,经过一系列过程最终得到沉淀为硫酸钡,沉淀的质量为Wg

依据硫元素守恒结合化学方程式定量关系可知,

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已分解的硫酸亚铁质量为。

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