Question

【題目】某校學習小組的同學擬用工業廢鐵屑(主要成分為Fe，還含有少量FeS、Fe3P等)制備FeSO4·7H2O，并探究FeSO4·7H2O高溫分解的產物。

I．制備實驗步驟如下:

①稱取一定量的廢鐵屑，用熱的碳酸鈉溶液浸泡，再用蒸餾水洗滌。

②將處理后的廢鐵屑放入錐形瓶中，加入適量3mol·L－1的硫酸，連接好裝置(如圖)后水浴加熱至反應完全。

③依據現象停止加熱，趁熱過濾，向濾液中補加少量硫酸。

④將濾液冷卻、結晶、過濾、洗滌。

回答下列問題

(1)步驟①稱量5.6g廢鐵屑時，若砝碼與物品的位置放反了，則稱得的廢鐵屑的質量會____ (填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)步驟②中需控制硫酸的用量，使鐵粉過量，其目的是_____________________。

(3)裝置C的作用是__________________________。

(4)步驟④中洗滌時所用的洗滌劑最好是______（填標號）。

A．稀硝酸 B．無水乙醇 C．苯

(5)測定產品的純度:

稱取mg產品，放入錐形瓶中，用經煮沸過且冷卻的蒸餾水和稀硫酸溶解，然后用cmol·L－1的KMnO4標準溶液滴定,消耗VmLKMnO4標準溶液。

蒸餾水煮沸的原因：______________，KMnO4標準溶液用______（酸或堿）式滴定管，產品的純度為_______(列出計算表達式即可)。

Ⅱ．探究FeSO4·7H2O高溫分解的產物的實驗裝置及步驟如下，請完成相關填空:

操作步驟	實驗現象	解釋原因
組裝好儀器，先充入氮氣，再加熱管式爐至700℃一段時間	試管E中的白色固體變藍	分解得到的產物中含水蒸氣
氣體產物經過試管B時	品紅溶液褪色	(6) 產物中含有 _________________
氣體產物經過試管C時	試管C中出現白色沉淀	(7)C中反應的化學方程式為 ___________________________
將瓷舟中反應后的固體溶于足量稀硫酸，再滴入幾滴KSCN溶液	(8)____________________	(9) 溶液中含有 _______________

Answer 1

【答案】減小 保證溶液中都是Fe2＋ 除去H2S、PH3等雜質 B 除去蒸餾水中的氧氣 酸 二氧化硫 SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl 溶液變成血紅色 溶液含有Fe3＋

【解析】

根據亞鐵離子和三價鐵離子的性質及轉化關系分析解答；根據化學實驗基礎操作及注意事項分析解答；根據酸堿滴定實驗操作及注意事項分析解答；

(1)左物右碼時，稱量物品的質量是砝碼加游碼，即5g(砝碼)+0.6g(游碼)，當藥品放錯盤時，即得到5g-0.6g=4.4g，故砝碼與物品的位置放反了，則稱得的廢鐵屑的質量會偏小，故答案為：偏小；

(2)反應過程生成的Fe2+在空氣中易被氧化成Fe3+，所以需要Fe過量，可以避免生成Fe3+，故答案為：保證溶液中都是Fe2＋；

(3)由于鐵粉中含有的少量FeS、Fe3P與硫酸反應生成H2S、PH3氣體，不能直接排放在空氣中，故用硫酸銅溶液進行尾氣處理，故答案為：除去H2S、PH3等雜質；

(4) 硝酸具有強氧化性，可將Fe2+氧化成Fe3+；無水乙醇可以除去晶體表面附著的硫酸等雜質，同時能降低FeSO4在水中的溶解度，減少FeSO47H2O的損耗；苯難以除去晶體表面附著的雜質，同時苯有毒；故B正確；

(5)將蒸餾水煮沸，是為了除去水中的氧氣，由于KMnO4具有強氧化性，能夠腐蝕堿式滴定管的橡膠管，故應選用酸式滴定管盛裝，根據方程式：5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O可知5Fe2+~MnO4-，即n(Fe2+)=5n(MnO4-)=mol，m(FeSO4·7H2O)= g，故藥品純度為： ；

Ⅱ．能使品紅溶液褪色的氣體是SO2，說明加熱FeSO4·7H2O時有SO2氣體生成，經過C裝置時，生成了白色沉淀說明該沉淀是BaSO4，即反應方程式為：SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，加熱的過程中，Fe2+被氧化生成Fe3+，故將瓷舟中反應后的固體溶于足量稀硫酸，再滴入幾滴KSCN溶液，溶液變成血紅色，說明溶液含有Fe3＋；

故答案為：二氧化硫，SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，溶液變成血紅色 ， 溶液含有Fe3＋。