Question

硫酸亞鐵是重要的亞鐵鹽，在農業上用作農藥，主要治小麥黑穗病，還可以用作除草劑；在工業上用于染色、制造藍黑墨水和木材防腐等。

（1）新制的綠礬（FeSO4·7H2O）是淺綠色的，但在空氣中極易變成黃色或鐵銹色的堿式硫酸鐵[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℃。

某研究性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裝置燒杯中水的溫度應控制在????? （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????????????? ，則證明氣體產物中含有SO2； 裝置Ⅳ中的試劑可以是????????? 。

A. 2 mol/LNa2CO3溶液

B. 品紅溶液

C. 0.5 mol/L BaCl2溶液?

D. 0.5 mol/LBa(NO3)2

E. 0.01 mol/L KMnO4溶液

F. 淀粉碘化鉀溶液

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，取反應后的固體于試管中，加稀硫酸溶解，將所得溶液分成兩份，進行如

下實驗：

操作步驟	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滴黃色K3[Fe(CN)6]溶液。	???????? 產生藍色沉淀	??????????????????????????

 

⑤若用22.8 g FeSO4固體做實驗，完全分解后，得到11.2 g固體，其中Fe2O3的質量分數=??????????

（精確到0.1%）

 

Answer 1

【答案】

（1）4（FeSO4·7H2O）+ O2= 4Fe(OH)SO4 + 26H2O

（2）① 50℃，防止產生倒吸（或“用作安全瓶”）

② C， 產生白色沉淀， B、E

③ SO2 + 2OHˉ=SO32ˉ+ H2O

④

操作步驟	預期實驗現象	預期實驗結論
KSCN溶液(或硫氰化鉀溶液)?	????? 溶液變成血紅色
		???? 固體中含有FeO

 

⑤ 35.7%

【解析】

試題分析：（1）Fe2+有還原性，容易被空氣中的氧氣氧化為Fe3+. 根據題意該反應的化學方程式為4（FeSO4·7H2O）+ O2= 4Fe(OH)SO4 + 26H2O。（2）①反應的產物Fe2O3留在試管中，而SO2、SO3則以氣體的形式從試管中出來，若Ⅱ裝置燒杯中水的在0℃、25℃，SO3就會變為固體單質，導致裝置中的氣體壓強變小，而引起倒吸現象的反應。因此Ⅱ裝置溫度應控制在50℃就可以保證SO3的氣態形式。Ⅱ裝置的作用就是防止產生倒吸（或“用作安全瓶”）。 ②無論是哪種分解方式都會產生SO3，SO3溶于水產生硫酸。所以裝置Ⅲ中的試劑可以是C（BaCl2），反應的離子方程式為：Ba2++SO42-=BaSO4↓。會看到產生白色沉淀。若要證明氣體產物中含有SO2，可以利用其漂白性，把氣體通入品紅溶液中，看到品紅溶液褪色；或利用其還原性，把氣體通入到酸性高錳酸鉀溶液。看見溶液的紫色褪去。因此裝置Ⅳ中的試劑可以是B、E。③SO2是大氣污染物，在排放到空氣之前要進行尾氣處理。因為它的水溶液顯酸性，所以常用堿溶液來吸收處理，若裝置V中試劑為NaOH溶液，發生反應的離子方程式為SO2 + 2OHˉ =SO32ˉ+ H2O 。④若固體是Fe2O3，加入硫酸時發生反應：Fe2O3+3H2SO4= Fe2 (SO4) 3+3H2O.產生的Fe3+遇到SCN-溶液時會發生顏色變化產生血紅色的Fe(SCN)3. 若向另一份溶液中滴加2滴黃色K3[Fe(CN)6]溶液，產生藍色沉淀。則證明含有固體中含有FeO。反應的離子方程式為FeO+4H+= Fe2++H2O. 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 ↓. Fe3[Fe(CN)6]2是藍色難溶性的物質。⑤n (FeSO4)=22.8 g÷152 g/mol =0.15mol., 假設所得固體中Fe2O3的質量為x,FeO質量為y,則x+y=11.2; 2x÷160+ y÷72=0.15解得x=4 ;y-7.2,所以Fe2O3的質量分數為(4÷11.2)×100%=35.7%.

考點：考查Fe2+的性質、離子方程式的書寫、尾氣的處理、Fe2+ 和Fe3+、SO3和SO2的檢驗方法、試劑的選擇與使用及混合物中某成分含量的測定等知識。