Question

5．綠礬是一種重要的化工原料．
【問題1】綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）由于保存不妥或長久放置，容易被空氣中的氧氣氧化而變質．為探究綠礬樣品的變質情況，某化學興趣小組的同學設計了下列實驗方案．
實驗準備：取少量綠礬樣品，用蒸餾水在燒杯中配成溶液．
（1）方案1：取少量溶液，加入幾滴KSCN試劑（寫化學式），如果觀察到的現象是溶液變血紅色；實驗結論：證明綠礬樣品已被氧化．
（2）方案2：取少量溶液，加入幾滴酸性KMnO₄溶液，如果觀察到的現象是溶液不褪色．實驗結論：證明綠礬樣品完全被氧化．
（3）使用FeSO₄時，如要防止Fe³⁺的干擾，可以加入適量鐵粉進行除雜，寫出加入鐵粉后發生反應的離子方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）要從FeSO₄溶液中得到綠礬晶體，必須進行的實驗操作步驟：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、自然干燥，在這一系列操作中沒有用到的儀器有B（此空填序號）
A．蒸發皿　　 B．石棉網　　 　 C．燒杯　　　 　　D．玻璃棒
【問題2】灼燒綠礬的反應方程式：2（FeSO₄•7H₂O）═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O
工業上常通過高溫分解FeSO₄的方法制備Fe₂O₃，為檢驗FeSO₄高溫分解的氣體產物中是否含有SO₂和SO₃，進行如下實驗：將FeSO₄高溫分解產生的氣體通入如圖所示的裝置中．請回答以下問題：
（1）裝置I中氯化鋇溶液中可觀察到現象有白色沉淀產生．若氯化鋇溶液足量，將最后所得沉淀過濾、洗滌、烘干后稱重為2.33克，則灼燒綠礬的過程中轉移了0.02mol的電子．
（2）裝置II中試劑為品紅溶液，其作用是檢驗產生的氣體中是否含SO₂
（3）裝置III中試劑為NaOH溶液，其作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣．

Answer 1

分析 【問題1】（1）鐵離子遇KSCN溶液為血紅色；
（2）亞鐵離子具有還原性，能被高錳酸鉀氧化；
（3）防止Fe³⁺的干擾，可以加入適量鐵粉進行除雜，Fe與鐵離子反應生成亞鐵離子；
（4）從FeSO₄溶液中得到綠礬晶體，蒸發濃縮、冷卻結晶，蒸發需要蒸發皿、玻璃棒等，過濾需要燒杯、漏斗等；
【問題2】為檢驗FeSO₄高溫分解的氣體產物中是否含有SO₂和SO₃，由實驗裝置可知，氣體進入I中反應生成白色沉淀硫酸鋇，II中二氧化硫可使品紅褪色，III為尾氣處理裝置，可利用NaOH溶液吸收二氧化硫，以此來解答．

解答 解：【問題1】（1）綠礬中的亞鐵離子被氧化成鐵離子，遇KSCN變紅色，因此加入KSCN溶液，若溶液變紅證明被氧化，故答案為：KSCN；
（2）酸性KMnO₄可氧化亞鐵離子，但不與鐵離子反應，若溶液的紫色不褪去，證明已完全被氧化，故答案為：溶液不褪色；
（3）鐵與鐵離子反應生成亞鐵離子，離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）從溶液中得到晶體的第一步是蒸發濃縮，然后冷卻結晶、過濾、自然干燥即可；這一系列的操作中A、蒸發皿中進行蒸發，C、燒杯中配成溶液，D、用玻璃棒進行攪拌，沒有用的是B石棉網，
故答案為：蒸發濃縮；B；
【問題2】為檢驗FeSO₄高溫分解的氣體產物中是否含有SO₂和SO₃，由實驗裝置可知，氣體進入I中反應生成白色沉淀硫酸鋇，II中二氧化硫可使品紅褪色，III為尾氣處理裝置，可利用NaOH溶液吸收二氧化硫，
（1）三氧化硫與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇白色沉淀，所以裝置I中氯化鋇溶液中可觀察到現象是有白色沉淀產生；2.33g為硫酸鋇，其物質的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，即三氧化硫的物質的量為0.01mol，根據2（FeSO₄•7H₂O）═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑+14H₂O～2e^-可知該過程中轉移電子的物質的量為0.02mol，
故答案為：有白色沉淀產生；0.02；
（2）裝置II中試劑為品紅溶液，其作用是檢驗產生的氣體中是否含SO₂，故答案為：檢驗產生的氣體中是否含SO₂；
（3）裝置III中試劑為NaOH溶液，其作用是除去多余的SO₂，防止污染空氣，故答案為：除去多余的SO₂，防止污染空氣．

點評 本題考查物質的制備實驗及性質實驗，為高頻考點，把握物質的性質、氧化還原反應、實驗裝置的作用為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度不大．