Question

【題目】某化學興趣小組對硫酸亞鐵的一些性質進行探究。 回答下列問題：

(1)配制0.5 mol·L－1 FeSO4溶液時，將稱量好的硫酸亞鐵溶解于一定濃度的稀硫酸溶液中，結合化學用語解釋稀硫酸的作用_____________________________。

該實驗小組做如下實驗。

實驗序號	操作及現象
ⅰ	取2 mL上述FeSO4溶液于試管中，逐滴加入少量0.1 mol·L－1 Na2S 溶液，產生大量黑色沉淀
ⅱ	取2 mL上述FeSO4溶液于試管中，加入2滴1 mol·L－1 KSCN溶液無現象，通入一段時間O2，溶液變為淺紅色
ⅲ	重復實驗ⅱ，向淺紅色溶液中加入5% H2O2溶液至過量，產生無色氣體(經檢驗為O2)，溶液變為深紅色，且紅色很快褪去

(2)進一步研究證實，黑色沉淀的主要成分是FeS。Na2S 溶液呈堿性，FeSO4溶液與其反應不生成Fe(OH) 2而生成FeS的可能原因是_____________________。

(3)用離子方程式表示步驟ⅱ中溶液變紅的原因：___________、_____________。

(4)甲同學探究步驟ⅲ中溶液褪色的原因，提出如下假設：

a. Fe3+ 被H2O2還原 b. SCN- 被O2氧化 c. SCN- 被H2O2氧化

乙同學根據上述實驗現象認為假設b不成立，他依據的現象是________________。

甲同學利用上述部分試劑，通過以下實驗驗證了假設c成立。請將以下實驗操作及現象補充完整。

步驟	試劑及操作	現 象
i	取褪色后溶液一份滴加FeCl3溶液	①_________
ii	② _________________	③_________

(5)為探究硫酸亞鐵的分解產物，將硫酸亞鐵放入裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。

① C、D中的溶液依次是__________、________(填字母標號)。

a．品紅溶液 b．NaOH溶液 c．BaCl2 溶液

d．Ba(NO3)2 溶液 e．濃H2SO4

② C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現象分別是____________ 、______________。

③ 寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式______________________________。

Answer 1

【答案】Fe2++ 2H2O Fe(OH)2+2H+ 加入稀硫酸，增大H+,濃度，平衡左移，抑制Fe2+水解 FeS溶解度更小 4Fe2++ O2 +4H+ = 4Fe3++ 2H2O Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 實驗ⅱ中加入少量KSCN溶液無現象，通入一段時間O2，溶液變為淺紅色。 無明顯現象 取褪色后的溶液滴加KSCN溶液 溶液變為紅色 c、a 產生白色沉淀 品紅溶液褪色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】

（1）亞鐵離子在溶液中會發生水解；

（2）結合溶解度大小分析；

（3）KSCN溶液遇Fe3+會變紅；考慮氧氣氧化Fe2+轉化為Fe3+導致溶液變紅；

（4）結合實驗ⅱ種現象可排除假設b；結合假設c的結論，通過對照實驗驗證KSCN可與過氧化氫反應；

（5）硫酸亞鐵高溫分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，C為氯化鋇，用于檢驗SO3，D為品紅，可用于檢驗SO2。

（1）硫酸亞鐵溶液中存在水解平衡，其方程式為：Fe2++ 2H2O Fe(OH)2+2H+，當加入稀硫酸后，增大H+濃度，平衡左移，抑制Fe2+水解，

故答案為：Fe2++ 2H2O Fe(OH)2+2H+，加入稀硫酸，增大H+濃度，平衡左移，抑制Fe2+水解；

（2）FeSO4溶液與Na2S反應不生成Fe(OH) 2而生成FeS的可能原因是FeS更難溶，反應更容易進行，所以得到FeS沉淀，

故答案為：FeS溶解度更小；

（3）取2 mL上述FeSO4溶液于試管中，加入2滴1 mol·L－1 KSCN溶液無現象，通入一段時間O2，溶液變為淺紅色，說明氧氣將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為：4Fe2++ O2 +4H+ = 4Fe3++ 2H2O，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，

故答案為： 4Fe2++ O2 +4H+ = 4Fe3++ 2H2O 、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3；

（4）乙同學根據上述實驗現象認為假設b不成立，主要依據實驗實驗ⅱ中加入少量KSCN溶液無現象，通入一段時間O2，溶液變為淺紅色；甲同學可先取褪色后溶液一份滴加FeCl3溶液，觀察若無現象，再取褪色后的溶液滴加KSCN溶液，溶液變為紅色，則可得出結論，SCN- 被H2O2氧化，假設c成立，

故答案為：實驗ⅱ中加入少量KSCN溶液無現象，通入一段時間O2，溶液變為淺紅色；無明顯現象；取褪色后的溶液滴加KSCN溶液；溶液變為紅色；

（5）①實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末,說明生成Fe2O3,則反應中Fe元素化合價升高,S元素化合價應降低,則一定生成SO2,可知硫酸亞鐵高溫分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,C為氯化鋇,用于檢驗SO3，可觀察到產生白色沉淀，D為品紅，可用于檢驗SO2，品紅褪色，

故答案為：c、a；

②依據①中分析C、D中的溶液分別是氯化鋇溶液與品紅溶液，所以現象分別為：產生白色沉淀、品紅褪色，

故答案為：產生白色沉淀、品紅溶液褪色；

③硫酸亞鐵高溫分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，

故答案為：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。