Question

【題目】硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化學中的重要試劑，在不同溫度下加熱分解產物不同。設計如圖實驗裝置（夾持裝置略去），在500℃時隔絕空氣加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全，確定分解產物的成分。

（1）B裝置的作用是_________________________________________。

（2）實驗中，觀察到C中無明顯現象，D中有白色沉淀生成，可確定產物中一定有____________氣體產生，寫出D中發生反應的離子方程式______________________。若去掉C，能否得出同樣結論____________（填“是”或“否”） ，原因是____________________________。

（3）A中固體完全分解后變為紅棕色粉末，某同學設計實驗驗證固體殘留物僅為Fe2O3，而不含FeO，請幫他完成表中內容。（試劑，儀器和用品自選）

實驗步驟	預期現象	結論
___________________________	________________________	固體殘留物僅為Fe2O3

（4）若E中收集到的氣體只有N2，其物質的量為xmol，固體殘留物Fe2O3的物質的量為ymol，D中沉淀物質的量為zmol，則x、y和z應滿足的關系為________________________。

（5）結合上述實驗現象，完成硫酸亞鐵銨在500℃時隔絕空氣加熱完全分解的化學方程式_______________。

Answer 1

【答案】 檢驗產物中是否有水生成 SO2 SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+ 否 若有SO3也有白色沉淀生成 步驟：取少量A中殘留物于試管中，加入適量稀硫酸，充分振蕩使其完全溶解；將溶液分成兩份，分別滴加高錳酸鉀溶液、KSCN溶液（或：依次滴加K3Fe(CN)6溶液、KSCN溶液或其他合理答案） 現象：若高錳酸鉀溶液不褪色，加入KSCN溶液后變紅（或：加入K3Fe(CN)6溶液無現象，加入KSCN溶液后變紅，或其他合理答案） 3x+y=z 2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O

【解析】（1）B裝置中硫酸銅粉末的作用是檢驗產物中是否有水生成；

（2）裝置C中BaC12溶液的作用是為了檢驗分解產物中是否有SO3氣體生成，若含有該氣體，會生成硫酸鋇白色沉淀，觀察到的觀象為溶液變渾濁；現C中無明顯現象，說明不含有SO3氣體，再結合觀察到D中有白色沉淀生成，說明含有SO2氣體；裝置D中通入二氧化硫和過氧化氫發生氧化還原反應，生成硫酸和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，反應的離子方程式為：SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；若去掉C，不能得出相同的結構，原因是無法排除SO3的干擾，因若有SO3也有白色沉淀生成；

（3）根據亞鐵離子的還原性，可以用高錳酸鉀溶液檢驗，方法為：取少量A中殘留物與試管中，加入適量稀硫酸，充分振蕩使其完全溶解，在所得溶液中滴加高錳酸鉀溶液，并振蕩，若高錳酸鉀溶液褪色，則殘留物中含有FeO；若高錳酸鉀溶液不褪色，則殘留物中不含FeO；

（4）若E中收集到的氣體只有N2，其物質的量為xmol，固體殘留物Fe2O3的物質的量為ymol，D中沉淀物質的量為zmol，其中N2和Fe2O3均為氧化產物，而SO2為還原產物，根據電子守恒規律，可知2×3xmol+2ymol=2Zmol，即3x+y=z；

（5）綜合實驗現象并結合電子守恒和原子守恒，硫酸亞鐵銨在500℃時隔絕空氣加熱完全分解的化學方程式為2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O。