Question

【題目】工業上常通過高溫分解FeSO4的方法制備Fe2O3，為檢驗FeSO4高溫分解的產物，并進行有關探究實驗，回答下列問題：

實驗一：高溫分解FeSO4，利用如圖所示的實驗裝置進行實驗。

已知：①SO2熔點為-72℃，沸點為-10℃ ② SO3熔點為-16.8℃，沸點為44.8℃

（1）連接裝置，檢驗氣密性良好，放入藥品，通入一段時間N2然后加熱，通入N2的目的是__________________________。

（2）隔絕空氣加熱至650℃，看到B中有白色沉淀，D試管中有無色液體，硬質玻璃管中的固體變為 _________色，寫出該反應的化學方程式_______________________。

（3）反應完畢后，停止加熱冷卻后，取硬質玻璃管中固體，加鹽酸，反應的離子方程式是_______________________，將反應后所得溶液滴入D試管中，溶液變為淺綠色，該反應的離子方程式是 ____________________

實驗二 探究高溫分解 FeSO4生成的氣體

（4）用如圖所示裝置設計實驗，驗證高溫分解FeSO4生成的氣態物質

①按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c-__________________________

②試劑X的名稱是 ___________________________

③充分反應后，利用裝置III中圓底燒瓶內混合物測定已分解的FeSO4 的質量，向圓底燒瓶中逐漸滴入氯化鋇溶液，直到沉淀完全；然后過濾混合物，在過濾器上將沉淀洗凈后，烘干并冷卻至室溫，稱重。若最終得到沉淀的質量為Wg ，則已分解的FeSO4的質量 ________________g。

Answer 1

【答案】（1）排除裝置中的空氣 （2）紅棕 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

（3）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42-+4H+

（4）①a-b-f-g-d ②品紅溶液 ③304W/233

【解析】（1）通入N2的目的是排除裝置中的空氣；

（2）B中有白色沉淀，可能為硫酸鋇或者亞硫酸鋇，有兩種無色氣體生成，則應為為二氧化硫和三氧化硫，硫元素化合價降低，則鐵元素化合價升高為三氧化二鐵，其固體為紅棕色；發生反應的化學方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑；

（3）Fe2O3與鹽酸反應的離子方程式為：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；將反應后所得溶液滴入D試管中，溶液鐵離子被還原為變為淺綠色的亞鐵離子，二氧化硫被氧化為硫酸根離子，該反應的離子方程式是2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；

（4）①A裝置為FeSO4在高溫下分解生成Fe2O3、SO3和SO2的裝置，三氧化硫易和水反應生成硫酸，三氧化硫熔點高，故先用冰水混合物使三氧化硫液化，即c和a相連，檢驗二氧化硫用品紅溶液，故D中裝有品紅溶液，即b和f相連，二氧化硫有毒，會污染空氣，故用氫氧化鈉溶液吸收，即g和d相連；

②SO2氣體具有漂白性，可使品紅溶液褪色，故D裝置中裝有品紅溶液，檢驗二氧化硫的生成；

③第一步：向圓底燒瓶中逐滴加入氯化鋇溶液，直至沉淀完全；第二步：過濾混合物，在過濾器上將沉淀洗凈后，烘干并冷卻至室溫，稱重．第三步：繼續烘干、冷卻并稱量直至連續兩次稱量的質量差不超過0.1g為止．若最終得到沉淀的質量為W g，沉淀為硫酸鋇，依據硫元素守恒結合化學方程式定量關系可知，

2FeSO4～SO3～BaSO4

2 1

n（FeSO4）

已分解的硫酸亞鐵質量為×2×152g/mol=g。