Question

【題目】【2017·浙江杭州區模擬】 將綠礬(FeSO47H2O)隔絕空氣條件下加強熱分解，已知產物全部為氧化物，為探究綠礬分解的反應產物，某同學進行了以下實驗：

【實驗一】為探究固體產物中鐵元素的價態，該同學將固體產物溶于足量的稀硫酸得到相應的溶液，進行以下猜想和實驗：

猜想	實驗操作	預期現象
猜想一：鐵元素只顯 價	① 取溶液樣品，滴入KSCN溶液； ②取溶液樣品，滴入稀酸性KMnO4溶液	加入KSCN溶液無明顯現象 稀酸性KMnO4溶液顏色
猜想二：鐵元素只顯 價		加入KSCN溶液呈 色； 稀酸性KMnO4溶液顏色無變化
猜想三：鐵元素顯+2，+3價		加入KSCN溶液呈血紅色； 稀酸性KMnO4溶液顏色褪色

【實驗二】為進一步探究該反應的產物，進行了如下圖所示的實驗

(1)實驗開始時，點燃C處酒精噴燈之前應先打開A處活塞通CO2，其目的是 。

(2)飽和NaHCO3的作用是 ；

(3)該組同學稱取了55.6克綠礬按如圖裝置進行試驗，待綠礬分解完全后，測得D瓶中沉淀的質量為23.3克，根據這些數據，可以得知，綠礬分解的化學方程式為為 。

(4)該組同學設計的裝置存在著一個明顯的缺陷是 。

Answer 1

【答案】實驗一猜想：+2價，褪色，+3價，血紅色

實驗二：(1)趕走裝置內的空氣；

(2)除去CO2中的HCl；HCO3-+H2OH2CO3+OH－；

(3)2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O

(4)未進行尾氣處理

【解析】實驗一：Fe元素有+2價、+3價，所以產物可能為Fe2(SO4)3、FeSO4或Fe2(SO4)3和FeSO4的混合物，鐵元素化合價可能是+2價，+3價，或+2，+3價；①向所得溶液中滴入KSCN溶液；②向稀酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液．KSCN溶液無明顯現象，稀酸性KMnO4溶液顏色褪去，證明只含有Fe2+；稀酸性KMnO4溶液顏色無變化，證明一定是+3價鐵元素；若KSCN溶液出現血紅色現象，稀酸性KMnO4溶液顏色褪去，證明Fe元素既有+2價又有+3價；

實驗二：①實驗開始時，點燃B處酒精噴燈之前應先打開A處活塞通CO2，目的是趕凈空氣避免影響測定結果；

②裝置C是安全瓶起到防倒吸的作用；

③55.6克的綠礬FeSO47H2O，物質的量是0.2摩爾，其中，A中產生的二氧化碳是不會和氯化鋇反應生成沉淀的，二氧化硫也不和氯化鋇產生沉淀，二氧化硫也不和氯化鋇產生沉淀；所以，產生的沉淀就只能是硫酸鋇，也就是說，一定會有三氧化硫產生，根據沉淀的質量是23.3克，所以硫酸鋇的物質的量是0.1摩爾，所以產生的三氧化硫是0.1摩爾，根據原子守恒，在綠礬中的硫是0.2摩爾，剩余的0.1摩爾的硫可能有很多的生成形式，可能是單質硫，也可以使其他形態的硫，但是C瓶中并沒有單質硫析出；不管是那種形態的硫存在，硫元素化合價一定降低了，所以鐵元素化合價一定要升高，根據電子守恒計算，0.2molFe2+變化為Fe3+；硫元素化合價從+6價變化為x價，0.2×1=0.1×(6-x)，x=+4，實驗生成的產物中有SO2，依據原子守恒配平書寫化學方程式：2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O；

④分析裝置生成的氣體中二氧化硫有毒不能排放到空氣中需要尾氣吸收。