Question

FeSO₄·7H₂O俗稱綠礬，廣泛用于醫藥和工監領域。
（1）已知FeSO₄·7H₂O晶體在加熱條件下發生如下反應：
。利用下圖裝置檢驗該反應的氣體產物。

請填寫下列空白：
①儀器的連接順序為        （用a～i的字母表示）。
②裝置C中的試劑X化學式為         ；該裝置中冷水的作用是            。
（2）以下是FeSO₄·7H₂O的實驗窒制備流理圖。

根據題意完成下列填空：
①反應Ⅱ需要l00mL l．5mol·L^-1l的稀硫酸溶解潔凈的鐵屑，用質量分數為98%、密度為1.84g·cm^-3的濃硫酸配制。所用的儀器有量筒、燒杯、玻璃捧、膠頭滴管及     ，量取濃硫酸的體積為             。
②反應1需要加熱數分鐘，其原因是                ；操作A為       。
③測定FeSO₄·7H₂O產品中Fe²⁺含量的常用方法是KMnO₄溶液滴定法。已知稱取3.0g FeSO₄·7H₂O產品，配制成溶液，用硫酸酸化的0.01000moL·L^-1 KMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液的體積為200.00mL。發生反應的離子方程式為               ，計算上述樣品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為               （保留兩位有效數字）。

Answer 1

（15分）（1）①a、f、g、d、e、h、i、b（或a、g、f、d、e、h、i、b）（2分）
②BaCl₂（2分）  SO₃與H₂O的反應是放熱反應，降低溫度有利于SO₃被水吸收（2分）
（2）①100ml容量瓶（1分）（只答容量瓶0分）  8.2ml（1分）
②升溫促進Na₂CO₃水解，溶液堿性增強，去油污能力強（1分） 過濾、洗滌（2分）
③5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O（2分）  0.93（或93%）（2分）

解析試題分析：（1）①檢驗水蒸氣一般用無水硫酸銅，檢驗SO₂一般用品紅溶液。由于SO₂的熔沸點較低，因此SO₃氣體易被水吸收生成硫酸，可以通過檢驗硫酸來檢驗SO₃。又因為通過溶液時必然帶出水蒸氣，所以首先檢驗水蒸氣，其次檢驗SO₃，最后檢驗SO₂，且還要有尾氣吸收裝置，因此正確的順序是a、f、g、d、e、h、i、b（或a、g、f、d、e、h、i、b）。
②檢驗硫酸的試劑可以是氯化鋇溶液。又因為SO₃與H₂O的反應是放熱反應，所以裝置中冷水的作用是降低溫度，便于SO₃被水吸收。
（2）①配制一定物質的量濃度溶液時，所用的儀器除了有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管以外，還必須有100ml容量瓶。稀釋過程中溶質是不變的，所以需要濃硫酸的體積是V＝＝8.2ml。
②由于工業廢鐵屑中含有酯類油污，所以必須除去酯類油污。碳酸鈉溶液顯堿性，可以溶解酯類油污達到去除的目的。由于升高溫度促進水解，溶液堿性增強，去油污能力增強，所以反應I需要加熱數分鐘。從溶液中分離鐵的操作是過濾，然后洗滌即可，即操作A是過濾、洗滌。
③在反應中高錳酸鉀是氧化劑，硫酸亞鐵是還原劑，反應的離子方程式是5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋＝5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O。所以根據方程式可知：
5FeSO₄·7H₂O～KMnO₄
5mol          1mol
n    0.01000moL／L×0.200L
解得n＝0.010mol
所以上述樣品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為×100%＝93%
考點：考查硫酸亞鐵晶體制備的實驗探究、化學實驗基本操作、物質的量濃度溶液的配制、外界條件對反應速率的影響、物質含量的測定、方程式的書寫等