Question

【題目】已知：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）硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱完全分解，發生了氧化還原反應，固體產物可能有FeO和Fe2O3，氣體產物可能有NH3、SO3、H2O、N2和___。

（2）實驗中，觀察到C中無明顯現象，D中有白色沉淀生成，可確定產物中定有___氣體產生，寫出D中發生反應的離子方程式__。若去掉C，是否能得出同樣結論并解釋其原因___。

（3）為驗證A中殘留物是否含有FeO，需要選用的試劑有___。

A．KSCN溶液 B．稀硫酸 C．濃鹽酸 D．KMnO4溶液

（4）已知分解產物中的某氣體能使紫色石蕊試液變藍，該氣體被氧氣連續氧化為紅棕色氣體，第一步催化氧化的化學反應方程式為：__。

（5）上述紅棕色氣體易溶于水，當該氣體與氧氣按5：1的體積比混合后裝滿試管倒置于水中，待液面穩定后試管中的氣體體積變為原體積的__。

（6）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，根據氧化還原反應的基本規律，x、y和z應滿足的關系為__。

Answer 1

【答案】SO2 SO2 H2O2+SO2+Ba2+=2H++BaSO4↓ 不能，若有SO3也有白色沉淀產生 BD 4NH3+5O24NO+6H2O 3x+y=z

【解析】

（1）該反應為氧化還原反應，根據化合價升降守恒規律進行判斷；

（2）C中無明顯現象，D中有白色沉淀生成說明SO2被H2O2氧化后生成SO3，與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀； SO3若存在也會出現同樣的現象；

（3）驗證A中殘留物是否含有FeO，可將殘留物溶于硫酸中，加入KMnO4溶液，觀察KMnO4溶液是否褪色；

（4）能使紫色石蕊試液變藍的氣體是NH3，NH3催化氧化后能生成NO和水；

（5）紅棕色氣體為NO2，與水反應生成HNO3和NO；

（6）根據化合價升降守恒判斷。

（1）硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱完全分解，發生了氧化還原反應，固體產物可能有FeO和Fe2O3，鐵和氮的化合價升高，只能硫的化合價降低，所以氣體產物可能有NH3、SO3、H2O、N2和SO2；

（2）實驗中，觀察到C中無明顯現象，說明沒有SO3生成，D中有白色沉淀生成，可確定產物中定有SO2氣體產生，則D中發生反應的離子方程式H2O2+SO2+Ba2+=2H++BaSO4↓；若有SO3也有白色沉淀產生；若去掉C，不能得出同樣結論；

（3）為驗證A中殘留物是否含有FeO，可將殘留物溶于硫酸中，加入KMnO4溶液，觀察KMnO4溶液是否褪色，因此需要選用的試劑有稀硫酸和KMnO4溶液；

（4）已知分解產物中的某氣體能使紫色石蕊試液變藍，該氣體被氧氣連續氧化為紅棕色氣體，則該氣體為NH3，第一步催化氧化的化學反應方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O；

（5）上述紅棕色氣體NO2和氧氣混合溶于水，反應方程式為4NO2+O2+2H2O=4HNO3，當該氣體與氧氣按5：1的體積比混合后裝滿試管倒置于水中，剩余氣體為1體積NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以待液面穩定后試管中的氣體體積變為原體積的×=；

（6）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BaSO4物質的量為zmol，根據氧化還原反應的基本規律，化合價升降總數相等，則x、y和z應滿足的關系為6x+2y=2z，即3x+y=z。