Question

绿矾（FeSO₄?7H₂O）是治疗缺铁性贫血的特效药．某学校的化学兴趣小组的同学对绿矾进行了如下的探究：
（一）FeSO₄?7H₂O的制备．该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质）制备FeSO₄?7H₂O晶体：
①将5%Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，过滤除去Na₂CO₃溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍．
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；
③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤将制得的FeSO₄?7H₂O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存．
请回答下列问题：
（1）实验步骤①的目的是

 

．
（2）实验步骤②明显不合理，理由是

 

．
（3）为了洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质，实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，原因是

 

．
（二）探究绿矾（FeSO₄?7H₂O）热分解的产物
已知SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，在加热条件下SO₃具有比较强的氧化性．该小组设计如图的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

【实验过程】
①仪器连接后，检查装置的气密性；
②取一定量绿矾固体置于A中，通入N₂以驱尽装置内的空气，关闭k，用酒精灯加热硬质玻璃管；
③观察到A 中固体逐渐变红棕色，B中试管收集到无色液体，C中溶液褪色；
④待A中反应完全并冷却至室温后，取少量反应后固体于试管中，加入硫酸溶解，取少量滴入几滴KSCN溶液，溶液变红色；
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl₂溶液，溶液变浑浊．
（4）实验结果分析
结论1：B中收集到的液体是

 

；
结论2：C中溶液褪色，可推知产物中有

 

；
结论3：综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe₂O₃．
【实验反思】
（5）请指出该小组设计的实验明显不足：

 

．
（6）分解后的固体中可能含有少量FeO，取上述实验④中硫酸溶解后的溶液少许于试管中，若只选用一种试剂鉴别，该试剂最合适的是

 

（填选项字母）．
a．氯水和KSCN溶液     b．酸性KMnO₄溶液      c．H₂O₂     d．NaOH溶液
（7）该兴趣小组的某同学认为，绿矾受热分解的产物中一定没有FeO，他的理由是

 

．

Answer 1

考点：硫酸亚铁的制备

专题：实验题

分析：（1）碳酸钠的水溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污；
（2）废铁屑中含少量氧化铜、氧化铁等杂质；
（3）降低溶解度，减少损失；
（4）硫酸钡是白色沉淀，二氧化硫能使品红褪色；
（5）二氧化硫会对大气造成污染；
（6）2价铁离子能使酸性KMnO₄溶液褪色；
（7）从FeO的还原性和SO₃的氧化性角度来着手分析．

解答： 解：（1）碳酸钠的水溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污，故答案为：除油污；
（2）废铁屑中含少量氧化铜、氧化铁等杂质，与硫酸反应后，溶液中会混有铁离子和铜离子，故铁屑应过量，故答案为：应该铁屑过量，否则溶液中可能有铁离子和铜离子存在；
（3）绿矾易溶于水，降温可以降低其溶解度，减少损失，故答案为：用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO₄?7H₂O的损耗；
（4）往B装置的试管中滴入几滴BaCl₂溶液，溶液变浑浊，说明B中收集到的液体是硫酸溶液；品红溶液褪色，说明有SO₂生成，故答案为：H₂SO₄溶液；SO₂；
（5）二氧化硫会对大气造成污染；故应有尾气吸收装置，故答案为：在C装置后增加一套尾气处理装置；
（6）2价铁离子具有还原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色，故答案为：b．
（7）若绿矾受热分解的产物中有FeO，则铁元素的化合价不变，故硫元素的化合价也不能变，故还应生成SO₃，而FeO有强还原性，SO₃有强氧化性，两者不能共存，
故绿矾受热分解的产物中一定没有FeO．答案为：FeO有强还原性，SO₃有氧化性，两者受热时会发生氧化还原反应而不能共存．

点评：本题是一道实验探究题，能较好的考查学生分析和解决问题的能力，解答时要依据题干提供信息，结合相关知识细心分析解答．