Question

【題目】硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一種穩(wěn)定的還原劑，常用作分析化學中的滴定劑。某課題組采用下列方案制備該晶體，并對其熱穩(wěn)定性進行了如下實驗。

Ⅰ.硫酸亞鐵銨晶體的制備:

鐵粉FeSO4溶液結晶硫酸亞鐵銨晶體

(1)硫酸濃度過大，反應過快同時會使FeSO4溶液中混有_____________(填離子符號)。

(2)利用FeSO4溶液與(NH4)2SO4晶體制備該晶體的化學方程式_____________。

Ⅱ.硫酸亞鐵銨晶體的熱分解產(chǎn)物探究:該小組同學選用如圖所示部分裝置進行實驗(夾持裝備略)。查閱資料:隔絕空氣加熱至500℃硫酸亞鐵銨能完全分解，產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。

(3)點燃A處的酒精燈之前，先打開彈簧夾，通一段時間N2，其目的是____________。

(4)選用上述部分必要的裝置完成下列相應實驗，填寫橫線上的內(nèi)容。

檢驗可能產(chǎn)物	裝置連接順序	裝置作用	實驗現(xiàn)象	實驗結論
H2O、NH3	ACBGD	①B的作用______	②C中________； D中__________。	有H2O、NH3
SO2、SO3	③___________	④E中HCl的作用 ___________	E中沒有明顯現(xiàn)象，F中溶液褪色	⑤___________

(5)為證明熱分解完全后殘留的固體僅為Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4，需要選用的試劑有__________(選下列字母)；簡述利用所選試劑進行實驗證明的方案____________。

A.稀硫酸 B.稀硝酸 C.KSCN溶液 D.H2O2溶液 E.K3[Fe(CN)6]溶液

Answer 1

【答案】Fe3+ FeSO4 +(NH4)2SO4 + 6H2O =(NH4)2Fe(SO4)26H2O 排盡裝置內(nèi)的空氣，避免干擾實驗 除去硫氧化物 固體變藍 溶液變紅 AGEFB 除去NH3 產(chǎn)物中有SO2，無SO3 ACE 將殘留固體溶于稀硫酸，取一份所得溶液加入KSCN溶液變?yōu)檠�紅色；另取一份溶液加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀生成，即可說明上述結論

【解析】

（1）濃硫酸具有強氧化性；

（2）方程式為FeSO4+（NH4）2SO4+6H2O=（NH4）2Fe（SO4）26H2O；

（3）因為反應是隔絕空氣加熱至500℃硫酸亞鐵銨能完全分解，那么先通入氮氣可將裝置內(nèi)空氣排出，后加熱A處；

（4）檢驗H2O用無水硫酸銅，檢驗NH3用酚酞試液；

檢驗SO2用品紅溶液，檢驗SO3用HCl和BaCl2混合液；

（5）Fe3+用KSCN檢驗，Fe2+用K3[Fe(CN)6]檢驗。

（1）濃硫酸具有強氧化性，能將鐵氧化到高價態(tài)的Fe3+；答案為Fe3+；

（2）利用FeSO4溶液與(NH4)2SO4晶體制備該晶體的化學方程式FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2Fe（SO4）26H2O；答案為FeSO4+（NH4）2SO4+6H2O=（NH4）2Fe（SO4）26H2O。

（3）對A裝置加熱前，先通一段時間N2的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止氧氣干擾；答案為排盡裝置內(nèi)的空氣，防止氧氣干擾。

（4）①在隔絕空氣加熱至500℃時硫酸亞鐵銨能完全分解，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等，為了檢驗氨氣和水蒸氣，按ACBGD連接好，產(chǎn)物通過裝置C中無水硫酸銅變藍色，則可檢驗水的存在，通過裝置B除去硫氧化物，通過裝置D溶液變紅色說明生成產(chǎn)物中含氨氣；答案為除去硫氧化物，固體變藍色，溶液變紅色。

②為了檢驗SO2、SO3，按AGFEB連接好，E中HCl是為了除去NH3，避免氨氣與二氧化硫氣體在溶液中生成亞硫酸銨，產(chǎn)生亞硫酸鋇沉淀干擾實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象F溶液褪色，說明有SO2，E中無現(xiàn)象，說明無硫酸鋇沉淀生成，無SO3，B裝置是尾氣吸收，避免污染環(huán)境；答案為AGFEB，除去NH3，有SO2無SO3。

(5) 要證明熱分解完全后殘留的固體僅為Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4 ，因為Fe2O3中鐵元素全為+3價，FeO中鐵元素全為+2價，Fe3O4中鐵元素有+2、+3價，則只需證明此固體中有Fe3+而無Fe2+即可，Fe3+只有氧化性，無還原性，檢驗方法之一，可用KSCN溶液檢驗，Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3（紅色）；而Fe2+有還原性，檢驗方法之一可以加入酸性的KMnO4溶液若褪色則證明有Fe2+，反之則無；檢驗方法之二也可加入K3[Fe(CN)6]溶液，若產(chǎn)生特征藍色沉淀，則有Fe2+，即3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍色)；本題提供了試劑K3[Fe(CN)6]溶液，故用它來驗證Fe2+；取A中少量殘留固體，加入稀硫酸使其完全溶解，取一份所得溶液加入KSCN溶液變?yōu)榧t色，證明有Fe3+存在；另取一份溶液加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀生成，證明無Fe2+，則殘留的固體僅為Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4；答案為ACE，取A中少量殘留固體，加入稀硫酸使其完全溶解，取一份所得溶液加入KSCN溶液變?yōu)榧t色，證明有Fe3+；另取一份溶液加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍色沉淀生成，證明無Fe2+，殘留的固體僅為Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4。