Question

9．鐵及其化合物有豐富多彩的化學性質．回答下列問題：
（1）鐵元素在周期表中的位置為第四周期第Ⅷ族．
（2）FeCl₃溶液可吸收SO₂，該反應的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（3）某化學興趣小組同學用圖1裝置，充分加熱硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）至完全分解．

①裝置A中需持續通入N₂，其目的是持續充入氮氣，可排除裝置中的空氣，將晶體分解的氣體產物全部從A中排出
②充分反應后，小組同學觀察到：A中殘留有紅棕色固體，B中固體變藍，C中溶液褪色，請寫出FeSO₄分解的化學方程式：2FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
③裝置D中干燥管的作用為防止氫氧化鈉溶液倒吸．
④小組同學測定了不同溫度時FeSO₄•xH₂O分解的質量變化情況，得到如圖2關系；實驗結束后后，裝置B質量增加9.0g，結合如圖數據，確定FeSO₄•xH₂O中的x=5．

Answer 1

分析 （1）Fe的原子序數為26，原子結構中有4個電子層，最外層電子數為2；
（2）FeCl₃溶液可吸收SO₂，發生氧化還原反應；
（3）由流程可知，先通入氮氣，排出裝置中的空氣，防止亞鐵離子被氧化，在A中充分加熱硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O），氮氣能將分解產物排出，B中硫酸銅可檢驗水，C中溶液褪色，可知C中二氧化硫與高錳酸鉀發生氧化還原反應，D裝置吸收尾氣，裝置B質量增加9.0g，為水的質量，結合原子守恒及質量關系計算x，以此來解答．

解答 解：（1）Fe的原子序數為26，原子結構中有4個電子層，最外層電子數為2，位于周期表中第四周期Ⅷ族，故答案為：四；Ⅷ；
（2）FeCl₃溶液可吸收SO₂，發生氧化還原反應，離子反應為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（3）由流程可知，先通入氮氣，排出裝置中的空氣，防止亞鐵離子被氧化，且能將分解產物排出，在A中充分加熱硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O），B中硫酸銅可檢驗水，C中溶液褪色，可知C中二氧化硫與高錳酸鉀發生氧化還原反應，D裝置吸收尾氣，
①裝置A中需持續通入N₂，其目的是持續充入氮氣，可排除裝置中的空氣，將晶體分解的氣體產物全部從A中排出，
故答案為：持續充入氮氣，可排除裝置中的空氣，將晶體分解的氣體產物全部從A中排出；
②A中殘留有紅棕色固體，B中固體變藍，C中溶液褪色，可知加熱分解生成氧化鐵、二氧化硫，結合原子及電子守恒可知，反應為2FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑，
故答案為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
③裝置D中干燥管的作用為防止氫氧化鈉溶液倒吸，故答案為：防止氫氧化鈉溶液倒吸；
④裝置B質量增加9.0g，為水的質量，由圖可知最后得到氧化鐵為8g，
由2FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑、FeSO₄•xH₂O可知，
Fe₂O₃～2xH₂O
 160     36x
  8g      9g
$\frac{160}{36x}=\frac{8g}{9g}$，解得x=5，
故答案為：5．

點評 本題考查物質的性質及物質組成的測定，為高頻考點，把握實驗裝置的作用、物質的性質、物質化學式計算方法為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．