Question

【題目】硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2)]是分析化學(xué)中的重要試劑，在隔絕空氣加熱至500℃時能完全分解，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。某化學(xué)小組選用下圖所示裝置進行實驗(夾持裝置略)，探究此反應(yīng)產(chǎn)物。

(1)甲同學(xué)根據(jù)可能生成的氣體產(chǎn)物，設(shè)計下列實驗：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論或解釋
①按______________的順序組裝儀器并進行實驗	②___________	氣體產(chǎn)物中既有H2O ，也有NH3
③按A、C、D、E的順序組裝儀器并進行實驗，其中裝置C的作用是____________	C中無明顯現(xiàn)象，D中生成白色沉淀	④D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________

(2)乙同學(xué)稱取14.20g硫酸亞鐵銨固體，隔絕空氣加熱至500℃ 時使其完全分解，冷卻后稱得固體質(zhì)量為4.00g，則所得固體產(chǎn)物的化學(xué)式為_____。(硫酸亞鐵銨的摩爾質(zhì)量為284g·mol-1)

(3)實驗證明：(NH4)2Fe(SO4)2受熱分解除生成上述產(chǎn)物外，還有N2生成，寫出硫酸亞鐵銨在隔絕空氣的條件下加熱至500℃時的分解反應(yīng)方程式_____________________________________。

Answer 1

【答案】A、F、E、B F中無水硫酸銅變藍，B中溶液變紅 吸收NH3，驗證是否含有SO3 SO2+H2O2+Ba2+ = BaSO4↓+2H+ Fe2O3 2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O

【解析】

硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]在隔絕空氣加熱至500℃時硫酸亞鐵銨能完全分解，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。

(1)要驗證氣體產(chǎn)物中既有H2O，也有NH3，可以用F中無水硫酸銅變藍色證明生成水，B中溶液變紅說明生成氨氣，需要用E除去硫的氧化物；

按ACDE的順序組裝儀器，通過裝置C中的足量鹽酸和氯化鋇溶液中，C中無明顯現(xiàn)象說明無三氧化硫，D中生成白色沉淀， D中過氧化氫氧化二氧化硫生成硫酸，和氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；

(2)首先計算14.20g硫酸亞鐵銨固體的物質(zhì)的量，求出鐵元素的物質(zhì)的量，根據(jù)常見鐵的氧化物有氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵，結(jié)合鐵的氧化物質(zhì)量4.00g計算判斷；

(3)反應(yīng)的生成物有NH3、SO2、Fe2O3、H2O、N2，結(jié)合元素守恒和得失電子守恒配平反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(1)硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]在隔絕空氣加熱至500℃時硫酸亞鐵銨能完全分解，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。在A中先通入氮氣排凈裝置中的空氣，然后加熱分解硫酸亞鐵銨。根據(jù)裝置圖中的藥品可知，裝置B可以檢驗氨氣；裝置C可以檢驗生成的產(chǎn)物中是否含有三氧化硫，裝置D可以將二氧化硫氧化生成三氧化硫，裝置E濃氫氧化鈉溶液可以吸收硫的氧化物，裝置F中無水硫酸銅可以檢驗生成的水。

要驗證氣體產(chǎn)物中既有H2O，也有NH3，可以按照裝置順序AFEB連接，F中無水硫酸銅變藍色證明生成水，B中溶液變紅說明生成氨氣；

按A、C、D、E的順序組裝儀器并進行實驗，通過裝置C中的足量鹽酸和氯化鋇溶液中，C中無明顯現(xiàn)象說明無三氧化硫，D中生成白色沉淀，D中過氧化氫氧化二氧化硫生成硫酸，硫酸和氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；

故答案為：A、F、E、B；F中無水硫酸銅變藍，B中溶液變紅；吸收NH3，驗證是否含有SO3；SO2+H2O2+Ba2+ = BaSO4↓+2H+；

(2)稱取14.20g硫酸亞鐵銨固體，物質(zhì)的量==0.05mol，鐵元素物質(zhì)的量為0.05mol，鐵常見氧化物為氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵，其相對分子質(zhì)量分別為160、72、232。隔絕空氣加熱至500℃時使其完全分解，冷卻后稱得固體質(zhì)量為4.00g，0.05mol鐵元素若為Fe2O3，物質(zhì)的量為0.025mol，質(zhì)量=0.025mol×160g/mol=4.0g，FeO質(zhì)量=0.05mol×72g/mol=3.6g，若為Fe3O4的質(zhì)量=×0.05mol×232g/mol=3.9g，故固體為氧化鐵，故答案為：Fe2O3；

(3)實驗可知反應(yīng)的生成物有NH3、SO2、Fe2O3、H2O、N2，結(jié)合元素守恒和得失電子守恒配平的2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O，故答案為：2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O。