Question

2．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℃，沸點是44.8℃．

（1）裝置Ⅱ的試管中不裝任何試劑，其作用是防止溶液倒吸入裝置Ⅰ中（或安全瓶），試管浸泡在50℃的水浴中，目的是防止SO₃液化或凝固；
（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 H₂SO₄、6mol•L^-1 NaOH、0.5mol•L^-1 BaCl₂、0.5mol•L^-1 Ba（NO₃）₂、0.01mol•L^-1酸性KMnO₄溶液、0.01mol•L^-1溴水．

檢驗試劑	預期現象和結論
裝置Ⅲ的試管中加入0.5mol．L-1BaCl2．	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0.01mol．L-1酸性KMnO4溶液（或0.0lmol．L-1溴水）．

（3）也有同學認為可以通過檢驗試管中殘留固體證明分解產物．方案如下：
取適量殘留固體于試管中，加入足量稀硫酸，將所得溶液分為兩份．向第一份溶液中滴加硫氰化鉀溶液，若變紅，證明分解產物中有氧化鐵；向第二份溶液滴加酸性高錳鉀溶液，若褪色證明分解產物中有氧化亞鐵．
①寫出第一份溶液中反應的離子方程式Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；
②有同學認為高錳酸鉀溶液褪色不能說明分解產物有氧化亞鐵，理由是如果FeSO₄未完全分解，溶液里也存在Fe²⁺．

Answer 1

分析 探究在酒精噴燈加熱條件下FeSO₄分解的氣體產物，由裝置及物質的性質可知，I中發生分解反應，II可防止倒吸，裝置Ⅲ和裝置Ⅳ檢驗產物，V為尾氣處理，
（1）根據安全瓶的作用是可以防止倒吸；當溫度高于44.8°C時SO₃為氣體狀態；
（2）根據FeSO₄分解的氣體產物可能為SO₃，也可能是SO₃和SO₂的混合物，SO₃遇到鋇離子生成白色沉淀，SO₂能使高錳酸鉀或溴水褪色；
（3）①向第一份溶液中滴加硫氰化鉀溶液，若變紅，則鐵離子轉化為絡離子；
②硫酸亞鐵可能剩余，亞鐵離子能使高錳酸鉀褪色．

解答 解：（1）Ⅰ中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SO₃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；
（2）FeSO₄分解的氣體產物可能為SO₃，也可能為SO₃和SO₂的混合物，SO₃遇到鋇離子生成白色沉淀，SO₂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）①向第一份溶液中滴加硫氰化鉀溶液，若變紅，則鐵離子轉化為絡離子，離子反應為Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，故答案為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；
 ②認為高錳酸鉀溶液褪色不能說明分解產物有氧化亞鐵，理由是如果FeSO₄未完全分解，溶液里也存在Fe²⁺，故答案為：如果FeSO₄未完全分解，溶液里也存在Fe²⁺．

點評 本題考查物質組成及探究實驗，為高頻考點，把握實驗裝置的作用、物質的性質和發生的反應是解答本題的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度不大．