問題詳情:
硫*亞鐵是重要的亞鐵鹽,在農業上用作農*,主要治小麥黑穗病,還可以用作除草劑;在工業上用於染*、製造藍黑墨水和木材防腐等。
(1)新制的綠*(FeSO4·7H2O)是淺綠*的,但在空氣中極易變成黃*或鐵鏽*的鹼式硫*鐵[Fe(OH)SO4],寫出該反應的化學方程式:______。
(2)已知FeSO4在不同條件下分解得到產物不同,可能是FeO和SO3,也可能是Fe2O3、SO3和SO2;SO3熔點是16.8℃,沸點是44.8℃。
某研究*學習小組擬用下列裝置進行實驗探究“在加熱條件下FeSO4的分解產物”。
上述裝置Ⅲ和Ⅳ用來檢驗氣體產物。試回答下列問題:
①Ⅱ裝置燒杯中水的温度應控制在___(選填“0℃、25℃、50℃”),裝置Ⅱ的作用是___________。
②裝置Ⅲ中的試劑可以是________(選填序號,下同),現象是 ,則*氣體產物中含有SO3;裝置Ⅳ中的試劑可以是__________________。
A.2mol/LNa2CO3溶液 |
B.品紅溶液 |
C.0.5mol/L BaCl2溶液 |
D.0.5mol/LBa(NO3)2 |
E.0.01mol/L KMnO4溶液
F.澱粉*化鉀溶液
③裝置V中試劑為NaOH溶液,發生反應的離子方程式為_____________。
④為了檢驗固體產物成分,取反應後的固體於試管中,加稀硫*溶解,將所得溶液分成兩份,進行如下實驗:
*作步驟 | 預期實驗現象 | 預期實驗結論 |
向其中一份溶液中加入_______________ | _____________________ | 固體中含有Fe2O3 |
向另一份溶液中滴加2滴黃*K3[Fe(CN)6]溶液 | 產生藍*沉澱 | ______________ |
⑤若用22.8g FeSO4固體做實驗,完全分解後,得到11.2g固體,其中Fe2O3的質量分數=______(精確到0.1%)
【回答】
4FeSO4·7H2O + O2 = 4Fe(OH)SO4+26H2O 50℃,防止產生倒吸(或“用作安全瓶”) C 產生白*沉澱 B、E SO2+2OHˉ=SO32ˉ+H2O KSCN溶液(或硫*化鉀溶液) 溶液變成血紅* 固體中含有FeO 35.7%。
【解析】
(1)新制的綠*(FeSO4·7H2O)在空氣中極易變成黃*或鐵鏽*的鹼式硫*鐵[Fe(OH)SO4],Fe2+被空氣中的氧氣氧化成Fe3+,則該反應的化學方程式是4FeSO4·7H2O + O2 = 4Fe(OH)SO4+26H2O;
(2)①SO3的沸點是44.8℃,當温度高於44.8℃時三氧化硫為氣體狀態,把試管浸泡在50℃的熱水浴中能防止SO3液化或凝固,產生的氣體極易和溶液反應時,會產生倒吸,所以裝置II的試管能防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中(或安全瓶),因此Ⅱ裝置燒杯中水的温度應控制在50℃,裝置Ⅱ的作用是防止產生倒吸(或“用作安全瓶”);
②裝置III是檢驗是否有三氧化硫生成,可以選用*化鋇溶液,如果有白*沉澱生成説明有三氧化硫;裝置IV是檢驗是否有二氧化硫,二氧化硫能使品紅褪*,也能使**高錳*鉀溶液褪*,所以可以選用二者來檢驗二氧化硫;
③二氧化硫會污染空氣,所以要用*氧化*溶液來吸收剩餘的二氧化硫,其反應的離子方程式為:SO2+2OHˉ=SO32ˉ+H2O;
④檢驗三價鐵離子用硫*化鉀溶液,溶液變紅*,*有三價鐵離子,進而説明固體產物中含有氧化鐵;檢驗二價鐵離子用K3[Fe(CN)6]溶液,溶液中生成藍*沉澱,説明有二價鐵離子,即*固體產物中含有FeO;
⑤反應過程中FeSO4固體分解為二氧化硫、三氧化硫、FeO、Fe2O3,完全分解後得到11.2g固體為氧化鐵和氧化亞鐵,質量減少的為二氧化硫和三氧化硫的總質量,設生成的二氧化硫為xmol,三氧化硫為ymol,根據硫元素守恆,則x+y=22.8g÷152g/mol=0.15mol,64x+80y=22.8g-11.2g=11.6g,解得:x=0.025,y=0.125,FeSO4固體分解,每生成1mol二氧化硫時硫元素得到2mol電子,每生成1mol Fe2O3時鐵元素失去2mol電子,所以生成的二氧化硫與氧化鐵的物質的量相同,則Fe2O3的物質的量為0.025mol,其質量為0.025mol×160g/mol=4.0g,質量分數為:(4.0g÷11.2g)×100%=35.7%。
知識點:三氧化硫
題型:實驗,探究題