Question

4．硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]是分析化學中的重要試劑．
[查閱資料]隔絕空氣加熱至500℃時硫酸亞鐵能完全分解，分解產物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等．
[實驗探究]某化學小組選用如圖所示部分裝置迸行實驗（夾持裝備略）
實驗I驗證分解產物中含有氨氣和水蒸氣，并探究殘留固體成分．

（1）所選用裝置的正確連接順序為ACBD（填裝置的字母序號）．
（2）證明有水蒸氣生成的實驗現象為C中無水硫酸銅變藍色．
（3）證明有氨氣生成的實驗現象為D中溶液變紅色．
（4）A中固體完全分解后變為紅棕色粉末，設計實驗證明A中殘留固體僅為Fe₂O₃，而不含FeO或Fe₃O₄：取少量A中殘留固體加入適量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，則殘留固體是Fe₂O₃而不含FeO和Fe₃O₄．
實驗Ⅱ乙同學為探究分解產物中的硫氰化物，連接裝置A-E-F-B進行實驗．
（5）實驗過程中觀察到：E中沒有明顯現象，F中溶液褪色，據此得出的結論是分解產物中有SO₂沒有SO₃．
（6）B的作用是吸收SO₂防止污染空氣．
（7）實驗證明（NH₄）₂Fe（SO₄）₂受熱分解除上述產物外，還有N₂產生，寫出A中反應的化學方程式2（NH₄）₂Fe（SO₄）₂$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂↑+2NH₃↑+N₂↑+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）實驗I驗證分解產物中含有氨氣和水蒸氣，選擇裝置A先通入氮氣排凈裝置中的空氣，加熱分解硫酸亞鐵銨，分解產物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等，通過裝置C中無水硫酸銅檢驗生成的水，再通過裝置B中的足量堿石灰除去水蒸氣、硫的氧化物，通過裝置D檢驗氨氣的生成，通入后溶液變紅色說明生成氣體中含氨氣；
（2）證明水蒸氣生成是利用無水硫酸銅遇到水變藍色；
（3）證明有氨氣生成是利用氨氣極易溶于水生成一水合氨溶液顯堿性使酚酞變紅色；
（4）設計實驗利用亞鐵離子具有還原性可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色設計；
（5）E中沒有明顯現象，說明無三氧化硫生成，F中溶液褪色說明有二氧化硫生成；
（6）最后裝置B是防止二氧化硫污染空氣；
（7）實驗證明（NH₄）₂Fe（SO₄）₂受熱分解生成氨氣、二氧化硫、氧化鐵、水，還有N₂產生，結合原子守恒和電子守恒配平書寫化學方程式．

解答 解：（1）實驗I驗證分解產物中含有氨氣和水蒸氣，選擇裝置A先通入氮氣排凈裝置中的空氣，加熱分解硫酸亞鐵銨，分解產物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等，通過裝置C中無水硫酸銅檢驗生成的水，再通過裝置B中的足量堿石灰除去水蒸氣、硫的氧化物，通過裝置D檢驗氨氣的生成，通入后溶液變紅色說明生成氣體中含氨氣，所選用裝置的正確連接順序為ACBD，
故答案為：ACBD；
（2）利用無水硫酸銅遇到水變藍色證明水蒸氣生成，證明有水蒸氣生成的實驗現象為C中無水硫酸銅變藍色，
故答案為：C中無水硫酸銅變藍色；
（3）證明有氨氣生成是利用氨氣極易溶于水生成一水合氨，溶液顯堿性使酚酞變紅色，證明有氨氣生成的實驗現象為D中溶液變紅色，
故答案為：D中溶液變紅色；
（4）設計實驗證明A中殘留固體僅為Fe₂O₃，而不含FeO或Fe₃O₄，設計實驗利用亞鐵離子具有還原性可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色設計，取少量A中殘留固體加入適量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，則殘留固體是Fe₂O₃而不含FeO和Fe₃O₄，
故答案為：取少量A中殘留固體加入適量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，則殘留固體是Fe₂O₃而不含FeO和Fe₃O₄；
（5）E中含HCl的BaCl₂溶液沒有明顯現象，說明無硫酸鋇沉淀生成，證明分解產物中無三氧化硫生成，二氧化硫具有漂白性能使品紅溶液褪色，F中溶液褪色說明有二氧化硫生成，
故答案為：分解產物中有SO₂沒有SO₃；
（6）連接裝置A-E-F-B進行實驗，最后裝置B是防止二氧化硫污染空氣，
故答案為：吸收SO₂防止污染空氣；
（7）實驗證明（NH₄）₂Fe（SO₄）₂受熱分解生成氨氣、二氧化硫、氧化鐵、水，還有N₂產生，結合原子守恒和電子守恒配平書寫化學方程式為：2（NH₄）₂Fe（SO₄）₂$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂↑+2NH₃↑+N₂↑+5H₂O，
故答案為：2（NH₄）₂Fe（SO₄）₂$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂↑+2NH₃↑+N₂↑+5H₂O．

點評 本題考查了物質組成的實驗探究和實驗設計，主要是實驗基本操作、物質性質的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．