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/LBaCl2溶液

D．0.5 mol/LBa(NO3)2

E. 0.01 mol/LKMnO₄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

（1）4（FeSO₄·7H₂O）+ O₂= 4Fe(OH)SO₄ + 26H₂O
（2）①50℃，防止產生倒吸（或“用作安全瓶”）
②C， 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

 
⑤35.7%

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⁺+SO₄^2-=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。