Question

8．硫酸亞鐵晶體可用于色譜分析試劑，點(diǎn)滴分析鉑、硒、亞硝酸鹽等．某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：硫酸亞鐵晶體的制取
某酸性FeSO₄溶液中含有少量的SnSO₄，為得到純凈的硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O），可向溶液中通入H₂S氣體至飽和，然后用硫酸酸化至PH=2．過濾后，將所得濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，得到FeSO4•7H2O晶體．查詢資料，得有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表：

25℃	pH	25℃	pH
飽和H2S溶液	3.9	FeS開始沉淀	3.0
SnS沉淀完全	1.5	FeS沉淀完全	5.5

（1）FeSO₄溶液呈酸性的原因用離子方程式表示為Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺．
（2）檢驗(yàn)制得的綠礬晶體中是否含有Fe³⁺，可選用的試劑為AC．
A．KSCN溶液      B．稀H₂SO₄     C．淀粉-KI溶液     D．KMnO₄溶液
（3）通入H₂S至飽和的目的是除去溶液中的Sn²⁺離子，并防止Fe²⁺被氧化； 在溶液中用硫酸酸化至PH=2的目的是防止Fe²⁺離子生成沉淀．
實(shí)驗(yàn)二：測(cè)定硫酸亞鐵晶體中結(jié)晶水的數(shù)目
某興趣小組同學(xué)稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品，按圖1裝置進(jìn)行高溫加熱，使其完全分解（硫酸亞鐵晶體在高溫條件下分解為三種化合物和一種單質(zhì)，該單質(zhì)能使帶火星的木條復(fù)燃），對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行探究，并通過稱量裝置B質(zhì)量測(cè)出x的值．
 
（4）裝置B中無水硫酸銅粉末變藍(lán)，質(zhì)量增加12.6g，說明產(chǎn)物中有水，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有二氧化硫．
（5）實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)猓�否則測(cè)出的x會(huì)偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”）．
（6）硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色，將其加入足量稀鹽酸中，固體全部溶解，得黃色溶液，則紅棕色固體是Fe₂O₃（填化學(xué)式）．
（7）某研究所利用SDTQ600熱分析儀對(duì)硫酸亞鐵晶體進(jìn)行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成固體質(zhì)量--分解溫度的關(guān)系圖如圖2，根據(jù)圖2中有關(guān)數(shù)據(jù)，可計(jì)算出x為7．7．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子水解使溶液顯酸性；
（2）KSCN溶液與Fe³⁺的溶液反應(yīng)會(huì)使溶液呈血紅色，F(xiàn)e³⁺有氧化性，能將碘離子氧化成碘單質(zhì)，碘遇淀粉顯藍(lán)色；
（3）依據(jù)題中實(shí)驗(yàn)過程分析，通入硫化氫至飽和，硫化氫是強(qiáng)還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
（4）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
（5）實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)�，把水蒸氣全部趕出，否則測(cè)出的x會(huì)偏��；
（6）氧化鐵固體呈紅棕色，加入足量稀鹽酸中，固體全部溶解生成鐵離子，得黃色溶液；
（7）通過FeSO₄•xH₂O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個(gè)數(shù)比為1：2x，根據(jù)原子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）FeSO₄溶液中亞鐵離子水解：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，溶液顯酸性；
故答案為：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；
（2）KSCN溶液與Fe³⁺的溶液反應(yīng)會(huì)使溶液呈血紅色，F(xiàn)e³⁺有氧化性，能將碘離子氧化成碘單質(zhì)，碘遇淀粉顯藍(lán)色，所以檢驗(yàn)硫酸亞鐵晶體中是否含有Fe³⁺，可以用KSCN溶液或淀粉-KI溶液；
故答案為：AC；
（3）通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強(qiáng)還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為5.5，在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2時(shí)，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀；
故答案為：除去溶液中的Sn²⁺離子，并防止Fe²⁺被氧化；防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（4）二氧化硫有還原性，能使高錳酸鉀溶液褪色；
故答案為：二氧化硫；
（5）實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)�，把水蒸氣全部趕出，否則，水蒸氣未被充分吸收，測(cè)出的x會(huì)偏�。�
故答案為：偏��；
（6）氧化鐵固體呈紅棕色，加入足量稀鹽酸中，固體全部溶解生成鐵離子，得黃色溶液；
故答案為：Fe₂O₃；
（7）通過FeSO₄•xH₂O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個(gè)數(shù)比為1：x，
Fe₂O₃～2xH₂O
160     36x
8g     12.6g
x=7；
故答案為：7．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理從資料中獲得有效信息的能力、實(shí)驗(yàn)分析能力、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算能力等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析問題和解決問題的能量，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累，難度中等．