Question

研究性学习小组为了探究绿矾受热分解的产物，设计了如图所示的实验：

（1）实验小组的实验报告如下，请补充完整（假设实验后用氮气将反应装置中产生的气体产物全部排出并被C中的溶液吸收）：

	实验记录	实验分析或实验结论
现象	硬质玻璃管内物质由绿色变为红棕色	说明生成的物质有
	干燥管内物质颜色由白色变为   色	说明生成的物质有
数据	称取绿矾样品质量11.12g
	C装置增重1.28g	说明生成SO2   g
	A装置中生成白色沉淀4.66g	说明生成SO3   g

（2）该小组的实验中所用浓硫酸的作用是

 

，碱石灰的作用是

 

．
（3）根据实验分析，写出绿矾分解的化学方程式

 

．
（4）有同学指出，该实验的设计复杂且有多处不妥，提出实验中无需称量样品质量和C装置增重以及A装置中生成白色沉淀质量，只需在A、D之间连接一个盛有

 

的洗气装置即可达到实验目的．
（5）若实验中绿矾样品分解不完全，如何设计简易的实验证明绿矾样品没有完全分解？

 

．
（6）中国古代炼丹士将绿矾放在蒸馏釜中煅烧得到一种油状液体，称为“绿矾油”．“绿矾油”即是指

 

（填写化学式）．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

分析：验证生成的产物中有氧化铁、二氧化硫、三氧化硫、水，因大部分物质的验证需要经过水溶液，因此验证水放在第一位，无水硫酸铜与水反应得到五水硫酸铜，颜色有白色变为蓝色；三氧化硫通入到氯化钡溶液中将有白色沉淀生成，从而验证三氧化硫的存在；浓硫酸干燥二氧化硫，二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收，通过称重法验证二氧化硫的存在；碱石灰避免空气中二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果，氧化铁为红棕色，观察固体颜色的变化确定有氧化铁生成；据此分析判断；

解答： 解：验证生成的产物中有氧化铁、二氧化硫、三氧化硫、水，因大部分物质的验证需要经过水溶液，因此验证水放在第一位，无水硫酸铜与水反应得到五水硫酸铜，颜色有白色变为蓝色；三氧化硫通入到氯化钡溶液中将有白色沉淀生成，从而验证三氧化硫的存在；浓硫酸干燥二氧化硫，二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收，通过称重法验证二氧化硫的存在；碱石灰避免空气中二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果，氧化铁为红棕色，观察固体颜色的变化确定有氧化铁生成；
（1）硬质玻璃管内物质由绿色变为红棕色，上述分析可知生成的物质为Fe₂O₃ ；干燥管内物质颜色由白色变蓝色，证明生成的产物中有水生成，称取绿矾样品质量11.12g，C装置增重为二氧化硫气体的质量为1.28g，A装置中生成白色沉淀4.66g为硫酸钡，物质的量=

4.66g

233g/mol

=0.02mol，依据元素守恒可知三氧化硫为0.2mol，质量=0.2mol×80g/mol=1.6g；
故答案为：

	实验记录	实验分析或实验结论
		Fe2O3
	蓝	H2O
		1.28
		1.6

（2）分析装置可知，该小组的实验中所用浓硫酸的作用是浓硫酸干燥二氧化硫气体，C装置是吸收二氧化硫气体测定生成二氧化硫的质量，连接U形管，其中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C影响二氧化硫气体的测定；
故答案为：除去SO₂中的水蒸气（或干燥SO₂），防止空气中的水蒸气、CO₂等进入C装置中；
（3）根据实验分析，生成二氧化硫物质的量为0.02mol，生成三氧化硫物质的量为0.02mol，结合绿矾质量计算可知，绿矾样品质量11.12g，亚铁盐物质的量=

11.12g

278g/mol

=0.04mol，依据上述分析生成红棕色固体为氧化铁，结合元素守恒写出绿矾分解的化学方程式：2（FeSO₄?7H₂O）

高温  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O↑；
故答案为：2（FeSO₄?7H₂O）

高温  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O↑；
（4）在A、D之间连接一个盛有品红溶液的洗气装置即可达到实验目的，二氧化硫具有漂白性使品红试液褪色；
故答案为：品红溶液；
（5）绿矾样品分解不完，说明存在硫酸亚铁，利用亚铁离子具有还原性设计实验检验，可以把受热分解得到固体溶解于硫酸溶液中，加入酸化的高锰酸钾溶液，若褪色证明含有亚铁离子，证明固体分解不完全；
故答案为：取加热后的样品于试管中，加入稀硫酸溶解，滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，即证明样品没有完全分解；
（6）在煅烧过程中，绿矾发生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝，便可得到硫酸，绿矾油”即是指硫酸；
故答案为：H₂SO₄；

点评：本题考查了物质性质的分析判断，实验过程分析，装置作用的判断，掌握实验基本操作，物质性质的理解应用是关键，题目难度中等．