Question

7．根據如圖所示裝置和操作，回答下列有關問題．
（1）按圖I所示裝置，用兩種不同操作分別進行實驗，觀察B管中現象．
①操作1：先夾緊止水夾a，再使A管開始反應，實驗中B管中發生反應的化學方程式是FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
②操作2：打開止水夾a，使A管反應一段時間后再夾緊止水夾a，實驗中在B管中觀察到的現象是：有白色沉淀生成，且一段時間顏色不變．
③請說明造成兩種操作現象不同的原因（如兩種現象相同，此小題不用回答）操作2用生成的氫氣排除了裝置中的氧氣，避免了氫氧化亞鐵被氧化．

（2）上述裝置實驗結束后，取A管內反應所得的溶液，隔絕空氣小心蒸干后，再高溫煅燒（有關裝置和操作均已略去），最后留下紅棕色固體，將分解時產生的氣體按圖Ⅱ所示裝置依次通過洗氣裝置，結果試管甲內出現白色沉淀，試管乙內品紅溶液紅色褪去，回答：
①用離子方程式表示試管甲產生白色沉淀的原因SO₃+H₂O=H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl 或SO₃+H₂O+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl．
②根據實驗現象寫出A管內溶液蒸干后，在高溫煅燒分解時所發生的化學反應方程式：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑
③圖Ⅱ中丙裝置的作用是吸收SO₂．

Answer 1

分析 （1）操作1，先夾緊止水夾a，再使A管開始反應．Fe和稀硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，生成的氫氣導致溶液通過導管進入B裝置，氫氧化鈉和硫酸亞鐵反應生成氫氧化亞鐵，Fe（OH）₂不穩定易被空氣氧化生成 Fe（OH）₃；
操作2，打開止水夾a，使A管反應一段時間后再夾緊止水夾a，Fe和稀硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，生成的氫氣將空氣排出，防止生成的白色沉淀氫氧化亞鐵被氧化；
（2）FeSO₄高溫煅燒的氣體產物能和氯化鋇反應生成白色沉淀，則沉淀是硫酸鋇，一定是三氧化硫的性質，二氧化硫能使品紅褪色，據此回答；
根據實驗現象確定產物，據此書寫化學方程式即可；二氧化硫有毒，可以用氫氧化鈉吸收處理．

解答 解：（1）①操作1，先夾緊止水夾a，再使A管開始反應．A中反應為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，氫氣的生成導致A中壓強增大，溶液從導管進入B試管，B中反應為FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄，離子反應為：Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓，Fe（OH）₂不穩定易被空氣氧化生成 Fe（OH）₃，所以現象是有白色沉淀生成，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，反應方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
②操作2，打開止水夾a，使A管反應一段時間后再夾緊止水夾a，A中生成的氫氣將空氣排出，生成的硫酸亞鐵和氫氧化鈉混合時氫氧化亞鐵不被氧化，所以看到的現象是有白色沉淀生成（且不變色），
故答案為：有白色沉淀生成，且一段時間顏色不變；
③操作2用生成的氫氣排除了裝置中的氧氣，避免了氫氧化亞鐵被氧化，能長時間看到白色沉淀；
故答案為：操作2用生成的氫氣排除了裝置中的氧氣，避免了氫氧化亞鐵被氧化；
（2）①FeSO₄高溫煅燒的氣體產物能和氯化鋇反應生成白色沉淀，則沉淀是硫酸鋇，一定是三氧化硫的性質，二氧化硫和氯化鋇之間不反應，出現白色沉淀的原理方程式為：SO₃+H₂O=H₂SO₄、H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl 或SO₃+H₂O+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，
故答案為：SO₃+H₂O=H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl 或SO₃+H₂O+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl；
②根據以上實驗現象，得到硫酸亞鐵分解的原理方程式為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑，
故答案為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑；
③二氧化硫有毒，可以用氫氧化鈉吸收處理，故答案為：吸收SO₂．

點評 本題考查了氫氧化亞鐵的制備，氫氧化亞鐵不穩定，易被空氣氧化生成氫氧化鐵而變質，為制取氫氧化亞鐵，需要將空氣隔絕，只要不存在氧氣就能制得較純凈的氫氧化亞鐵，題目難度不大．