Question

【題目】綠礬（FeSO4·7H2O）用途廣泛，可用作凈水劑，醫學上可用作補血劑，還可用于制顏料。

（1）綠礬是一種絮凝劑，利用其溶于水后生成的膠狀物對雜質的吸附作用，使雜質沉降來達到凈水的目的。

（2）缺鐵會引起貧血，鐵是一種人體必需的微量元素。

（3）《本草綱目》中記載，綠礬“煅過變赤，則為絳礬”。絳礬是古代壁畫、彩塑中使用的一種紅色顏料。

（4）鐵的氧化物中已知三氧化二鐵為紅色。四氧化三鐵和氧化亞鐵為黑色。

（5）氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化硫和三氧化硫；高錳酸鉀溶液可以檢驗二氧化硫。

某化學興趣小組同學對綠礬高溫分解的產物很感興趣，進行了如下探究。

（查閱資料）①綠礬高溫分解的產物是一種固態金屬氧化物和幾種氣態非金屬氧化物。

②在一個化學反應中，如果有元素化合價升高，同時就有元素化合價降低。

③無水硫酸銅遇水變藍。④硫有兩種常見的氧化物，部分性質如下表：

硫的氧化物	熔點	沸點	能否使高錳酸鉀溶液褪色
SO2	-75.5℃	-10℃	能
SO3	16.8℃	44.8℃	不能

（提出問題）《本草綱目》中記載綠礬“煅過變赤”，經實驗驗證綠礬高溫分解確實產生紅色固體，說明綠礬高溫分解產生的一種固態金屬氧化物是____________，那么產生的幾種氣態非金屬氧化物是什么呢？

（進行猜想）猜想1：H2O和_____________；

猜想2：H2O和SO3；

猜想3：H2O、SO2和SO3

甲同學認為無需通過進一步實驗即可判定猜想2錯誤，理由是__________________________。

（設計實驗）乙同學用以下裝置檢驗綠礬高溫分解產生的氣態非金屬氧化物：

需將綠礬高溫分解產生的氣體依次通過_____________（填字母，且每套裝置限用一次）。

（分析現象）進行上述實驗，觀察到A中試管內溶液_________，B中U形管內固體__________，D中U形管內出現無色晶體，說明猜想3正確。綠礬高溫分解的化學方程式為______________。

Answer 1

【答案】Fe2O3 SO2 若產生氣態非金屬氧化物H2O和SO3，鐵的化合價升高，只有升，沒有降 BDAC 褪色/變淺 變藍

【解析】

提出問題：綠礬是FeSO4·7H2O高溫分解后產生紅色固體是三氧化二鐵；

進行猜想：綠礬是FeSO4·7H2O高溫分解后可產生水蒸氣和二氧化硫或三氧化硫或二氧化硫和三氧化硫的混合物。因此此處是二氧化硫；根據資料中，在一個化學反應中，如果有元素化合價升高，同時就有元素化合價降低。如果產物是H2O和SO3則鐵的化合價只有升高，沒有降，不符合資料內容。所以原因是若產生氣態非金屬氧化物H2O和SO3，鐵的化合價升高，只有升，沒有降。

設計實驗：混合氣體先通過B無水硫酸銅，驗證水蒸氣的存在，然后通過D冰水，使水蒸氣凝結成水，除去了混合氣體中的水蒸氣，同時能驗證混合氣體中是否有三氧化硫，接著通入A高錳酸鉀之中驗證是否有二氧化硫的存在，最后用C氫氧化鈉溶液吸收剩余氣體防止空氣污染。因此順序是BDAC

分析現象：猜想3正確則混合氣體中存在H2O、SO2和SO3，SO2會使高錳酸鉀溶液褪色，因此A中試管內溶液褪色/變淺；H2O使無水硫酸銅變藍，因此B中U形管內固體會變藍，綠礬高溫分解產生Fe2O3、H2O、SO2和SO3，化學方程為