Question

7．“摩爾鹽”[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]是分析化學中的重要試劑．查閱文獻得知：“摩爾鹽”隔絕空氣加熱至500℃時可完全分解，但產物復雜．某學習小組欲探究其分解產物．
Ⅰ．【提出猜想】摩爾鹽受熱分解，小組同學認為分解產物可能有以下幾種情況：
a．Fe₂O₃、SO₃、NH₃、H₂O              b．FeO、NH₃、SO₃、H₂O
c．FeO、SO₂、NH₃、H₂O               d．Fe₂O₃、NH₃、SO₂、SO₃、H₂O
經認真分析，通過推理即可確定，猜想ac不成立（填序號）．
Ⅱ．【實驗探究】為檢驗分解產物，甲同學設計了如下實驗裝置．

請回答下列問題：
（1）B裝置的容器名稱是錐形瓶．
（2）取一定量“摩爾鹽”置于加熱管A中，加熱至分解完后打開K，再通入N₂，目的是使分解產生的氣體在B、C中被吸收充分．
（3）觀察到A中固體逐漸變為紅棕色，B、C中均產生白色沉淀．C中發生反應的離子方程式為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺．
（4）待A中剩余固體冷卻至室溫后，取少量置于試管中，加入稀硫酸溶解，再滴幾滴KSCN溶液，可以觀察到的現象是溶液變紅色．
（5）乙同學設計實驗驗證A中殘留物不含FeO，操作方法及實驗現象是：取少量A中殘留物放入試管中，加稀硫酸溶解，再滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，不產生藍色沉淀，說明沒有Fe²⁺．
Ⅲ．【實驗反思】
乙同學認為：裝置B中產生白色沉淀不能證明分解產物中一定含SO₃，原因是分解產生的氨氣消耗完B裝置中的HCl后，過量的氨氣存在時二氧化硫與BaCl₂溶液反應生成白色沉淀．

Answer 1

分析 I．摩爾鹽中N為-3價，Fe為+2價，S為+6價，根據產物中化合價分析，a 中生成Fe₂O₃，只有鐵元素的化合價升高，沒有元素化合價降低，c中生成FeO、SO₂，其中鐵元素和硫元素的化合價均降低，但是沒有元素化合價升高，不符合電荷守恒；
II．取一定量“摩爾鹽”置于加熱管A中，加熱至分解完后打開K，再通入N₂，使分解產生的氣體在B、C中被吸收充分，分解得到氣體通過甲同學設計了的實驗裝置，觀察到A中固體逐漸變為紅棕色，說明生成物中含氧化鐵，B、C中均產生白色沉淀，證明生成氣體中一定含二氧化硫和三氧化硫，
（1）根據裝置圖分析；
（2）A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣目的是使分解生成的氣體在BC裝置中完全吸收；
（3）C中有白色沉淀生成，是因為SO₂被雙氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再與Ba²⁺結合成沉淀BaSO₄；
（4）A中固體逐漸變為紅棕色說明有氧化鐵生成，用硫酸溶解，溶液中有Fe³⁺；
（5）把固體用非氧化性酸溶解，再用K₃[Fe（CN）₆]溶液檢驗，乙同學設計實驗驗證A中殘留物不含FeO，考慮是檢驗二價亞鐵離子，操作方法及實驗現象是：取少量A中殘留物放入試管中，加入稀硫酸（鹽酸）溶解，再滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，不產生藍色沉淀；
III．氨氣過量時，二氧化硫與氨氣生成亞硫酸銨，再與BaCl₂溶液反應生成白色沉淀．

解答 解：I．摩爾鹽中N為-3價，Fe為+2價，S為+6價，
a．Fe₂O₃、SO₃、NH₃、H₂O 反應時只有Fe元素的化合價升高，不符合氧化還原反應規律，故a錯誤；
b．FeO、NH₃、SO₃、H₂O，反應時沒有元素化合價的變化，只是發生分解反應，故b正確；
c．FeO、SO₂、NH₃、H₂O反應時只有S元素的化合價降低，不符合氧化還原反應規律，故c錯誤；
d．Fe₂O₃、NH₃、SO₂、SO₃、H₂O反應時，Fe的化合價升高，S的化合價降低，符合氧化還原反應規律，故d正確．
故答案為：ac；
II．（1）由裝置圖可知，B裝置是錐形瓶；故答案為：錐形瓶；
（2）A中固體充分加熱較長時間后，產生氣體有一部分殘留在裝置中，通入氮氣可以使分解生成的氣體在B、C裝置中完全吸收；
故答案為：使分解產生的氣體在B、C中被吸收充分；
（3）C中有白色沉淀生成，是因為SO₂被雙氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再與Ba²⁺結合成沉淀BaSO₄則C中發生的反應為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
故答案為：SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
（4）A中固體逐漸變為紅棕色說明有氧化鐵生成，用硫酸溶解，溶液中有Fe³⁺，在溶液中滴幾滴KSCN溶液，則溶液會變紅色；
故答案為：溶液變紅色；
（5）要驗證A中殘留物不含FeO，先取少量A中殘留物放入試管中，再加入稀硫酸或鹽酸溶解，然后滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液檢驗，若不產生藍色沉淀，說明沒有Fe²⁺；
故答案為：加稀硫酸溶解，再滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，不產生藍色沉淀，說明沒有Fe²⁺；
III．氨氣過量時，產生的氨氣消耗完B裝置中的HCl后二氧化硫與氨氣生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與BaCl₂溶液反應生成BaSO₃沉淀，所以不能說明分解產物中一定含SO₃，故答案為：分解產生的氨氣消耗完B裝置中的HCl后，過量的氨氣存在時二氧化硫與BaCl₂溶液反應生成白色沉淀．

點評 本題考查了物質性質的實驗探究和實驗設計，題目涉及氧化還原反應、離子方程式的書寫、離子檢驗、實驗基本操作等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力，題目難度中等．