Question

硫酸亞鐵是比較重要的亞鐵鹽，在農業上用作農藥，主治小麥黑穗病，在工業上用于染色、制造藍黑墨水和木材防腐、除草劑等．
（1）實驗室條件下用鐵粉和稀硫酸制取少量硫酸亞鐵溶液，為防止其變質，應在該溶液中應加入適量______．
（2）新制的綠礬晶體（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：______．
（3）已知FeSO₄在不同條件下分解得到的產物不同，可能是FeO和SO₃，也可能是Fe₂O₃、SO₃和SO₂．某研究小組探究在酒精噴燈加熱條件下FeSO₄分解的氣體產物．已知SO₃的熔點是16.8°C，沸點是44.8°C．
①裝置II的試管中不裝任何試劑，其作用是______，試管浸泡在50℃的熱水浴中，目的是______．
②裝置III和裝置IV的作用是探究本實驗氣體產物成分．請完成實驗設計，填寫檢驗試劑、預期現象與結論．
限選試劑：3mol．L^-1．H₂S0₄、6mol．L^-1 NaOH、0.5mol．L ^-1 BaCl₂、O.5mol．L^-1Ba（NO₃）₂、0.01mol．L^-1 酸性 KMnO₄ 溶液、0.0l mol．L^-1 溴水．

檢驗試劑	預期現象與結論
裝置III的試管中加入足量______．	產生大量白色沉淀，證明氣體產物中含有SO3．
裝置IV的試管中加入足量______．	______ ______．

③裝置V的作用是防止尾氣污染環境，燒杯中應加入的試劑是______．
④如何檢驗裝置Ⅰ中固體完全分解后生成固體產物有無FeO？寫出步驟、現象及結論：______．

Answer 1

解：（1）為防止亞鐵離子被氧化為鐵離子，可以加入金屬鐵，為防止亞鐵離子水解，可以加入硫酸，故答案為：鐵；硫酸；
（2）亞鐵離子具有還原性，易被氧氣氧化，反應方程式為：4FeSO₄?7H₂O+O₂=4Fe（OH）SO₄+5H₂O，故答案為：4FeSO₄?7H₂O+O₂=4Fe（OH）SO₄+5H₂O；
（3）①產生的氣體極易和溶液反應時，會產生倒吸，所以裝置II的試管能防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中（或安全瓶）；SO₃的沸點是44.8°C，當溫度高于44.8°C時三氧化硫為氣體狀態，把試管浸泡在50℃的熱水浴中能防止SO₃液化或凝固，故答案為：防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中（或安全瓶）；防止SO₃液化或凝固．
②FeSO₄分解的氣體產物可能為三氧化硫也可能為氨氧化硫和二氧化硫的混合物，三氧化硫遇到鋇離子生成白色沉淀，二氧化硫能使高錳酸鉀或溴水褪色；故答案為：

0.5 mol．L -1 BaCl2
0.01 mol．L-1 酸性 KMnO4 溶液（或0.0l mol．L-1 溴水）	若溶液紫色（或橙色）褪去，證明氣體產物中含有SO2，若溶液紫色（或橙色）無明顯變化，證明氣體產物中不含SO2

③氯氣的尾氣處理用燒堿溶液，故答案為：NaOH溶液；
④FeO中的鐵為+2價，可以用鹽酸將氧化物溶解，得到的亞鐵離子能使高錳酸鉀褪色，故答案為：取少量分解后剩余固體于試管中，往試管中加入足量稀鹽酸，充分反應后，滴入酸性KMnO₄溶液，若酸性KMnO₄溶液褪色，說明生成的固體產物含有FeO．

分析：（1）亞鐵離子易被氧化為鐵離子，也容易水解；
（2）亞鐵離子易被氧化具有還原性；
（3）①安全瓶的作用是可以防止倒吸；當溫度高于44.8°C時三氧化硫為氣體狀態；
②FeSO₄分解的氣體產物可能為三氧化硫也可能為氨氧化硫和二氧化硫的混合物，三氧化硫遇到鋇離子生成白色沉淀，二氧化硫能使高錳酸鉀或溴水褪色；
③氯氣的尾氣處理用燒堿溶液；
④亞鐵離子具有還原性，能使高錳酸鉀褪色．
點評：本題主要考查了學生亞鐵離子和三價鐵離子之間的相互轉化，題目綜合性較強，難度較大．