Question

聚合硫酸鐵(SPFS)是一種新型的飲用水處理劑和城市污水凈化劑，其化學(xué)組成可表示為[Fe₂(OH)_n(SO₄)3－]_m。某研究小組將聚合硫酸鐵在一定條件下加熱完全分解，對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程(已知SO₃的熔點(diǎn)為16.8 ℃)。

試劑：1.0 mol·L^－1的鹽酸、1.0 mol·L^－1的KMnO₄溶液、0.1 mol·L^－1的BaCl₂溶液、20%的KSCN溶液、品紅溶液、蒸餾水、冰水。

（1）聚合硫酸鐵中鐵元素的化合價(jià)是________。

（2）固體產(chǎn)物成分的探究

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象
步驟1：取適量的固體產(chǎn)物于試管中，加入足量1.0 mol·L－1的鹽酸，充分振蕩使固體完全溶解	固體溶解，沒有觀察到氣泡，溶液呈黃色
步驟2：取少量步驟1所得溶液于試管中，加入適量20%的KSCN溶液，振蕩	溶液呈血紅色
步驟3：另取少量步驟1所得溶液于試管中，滴入少量1.0 mol·L－1的KMnO4溶液，振蕩	KMnO4的紫紅色不褪去

思考與判斷

根據(jù)上面的信息，可以確定固體產(chǎn)物的成分是________；步驟1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

______________________________________________________________。

（3）氣體產(chǎn)物成分的探究(不考慮水蒸氣)

提出假設(shè)

假設(shè)1：所得氣體的成分是SO₃；

假設(shè)2：所得氣體的成分是SO₂、O₂；

假設(shè)3：所得氣體的成分是________。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)

按下表的實(shí)驗(yàn)步驟寫出預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：將少量氣體產(chǎn)物通入盛有適量品紅溶液的試管中，觀察溶液的顏色變化，然后加熱再觀察溶液的顏色變化	①若____________，則________成立 ②若____________，則________成立
步驟2：將氣體產(chǎn)物緩緩?fù)ㄟ^(guò)浸在冰水中的U形管(如圖)，然后在U形管中加入適量0.1 mol·L－1的BaCl2溶液，充分振蕩	結(jié)合上述步驟1的有關(guān)結(jié)論__________(填①或②) ①若____________，則____成立 ②若____________，則____成立

Answer 1