Question

4．硫酸亚铁铵[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]是分析化学中的重要试剂．
[查阅资料]隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等．
[实验探究]某化学小组选用如图所示部分装置迸行实验（夹持装备略）
实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气，并探究残留固体成分．

（1）所选用装置的正确连接顺序为ACBD（填装置的字母序号）．
（2）证明有水蒸气生成的实验现象为C中无水硫酸铜变蓝色．
（3）证明有氨气生成的实验现象为D中溶液变红色．
（4）A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体仅为Fe₂O₃，而不含FeO或Fe₃O₄：取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe₂O₃而不含FeO和Fe₃O₄．
实验Ⅱ乙同学为探究分解产物中的硫氰化物，连接装置A-E-F-B进行实验．
（5）实验过程中观察到：E中没有明显现象，F中溶液褪色，据此得出的结论是分解产物中有SO₂没有SO₃．
（6）B的作用是吸收SO₂防止污染空气．
（7）实验证明（NH₄）₂Fe（SO₄）₂受热分解除上述产物外，还有N₂产生，写出A中反应的化学方程式2（NH₄）₂Fe（SO₄）₂$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂↑+2NH₃↑+N₂↑+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置C中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置B中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置D检验氨气的生成，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气；
（2）证明水蒸气生成是利用无水硫酸铜遇到水变蓝色；
（3）证明有氨气生成是利用氨气极易溶于水生成一水合氨溶液显碱性使酚酞变红色；
（4）设计实验利用亚铁离子具有还原性可以使酸性高锰酸钾溶液褪色设计；
（5）E中没有明显现象，说明无三氧化硫生成，F中溶液褪色说明有二氧化硫生成；
（6）最后装置B是防止二氧化硫污染空气；
（7）实验证明（NH₄）₂Fe（SO₄）₂受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N₂产生，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式．

解答 解：（1）实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置C中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置B中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置D检验氨气的生成，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气，所选用装置的正确连接顺序为ACBD，
故答案为：ACBD；
（2）利用无水硫酸铜遇到水变蓝色证明水蒸气生成，证明有水蒸气生成的实验现象为C中无水硫酸铜变蓝色，
故答案为：C中无水硫酸铜变蓝色；
（3）证明有氨气生成是利用氨气极易溶于水生成一水合氨，溶液显碱性使酚酞变红色，证明有氨气生成的实验现象为D中溶液变红色，
故答案为：D中溶液变红色；
（4）设计实验证明A中残留固体仅为Fe₂O₃，而不含FeO或Fe₃O₄，设计实验利用亚铁离子具有还原性可以使酸性高锰酸钾溶液褪色设计，取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe₂O₃而不含FeO和Fe₃O₄，
故答案为：取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe₂O₃而不含FeO和Fe₃O₄；
（5）E中含HCl的BaCl₂溶液没有明显现象，说明无硫酸钡沉淀生成，证明分解产物中无三氧化硫生成，二氧化硫具有漂白性能使品红溶液褪色，F中溶液褪色说明有二氧化硫生成，
故答案为：分解产物中有SO₂没有SO₃；
（6）连接装置A-E-F-B进行实验，最后装置B是防止二氧化硫污染空气，
故答案为：吸收SO₂防止污染空气；
（7）实验证明（NH₄）₂Fe（SO₄）₂受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N₂产生，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为：2（NH₄）₂Fe（SO₄）₂$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂↑+2NH₃↑+N₂↑+5H₂O，
故答案为：2（NH₄）₂Fe（SO₄）₂$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂↑+2NH₃↑+N₂↑+5H₂O．

点评 本题考查了物质组成的实验探究和实验设计，主要是实验基本操作、物质性质的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．