Question

（2013?蘭州一模）鐵是人體必須的微量元素，綠礬（FeSO₄?7H₂O）是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分．
（1）某同學(xué)以市售鐵屑（含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料制備純凈綠礬晶體．實驗步驟設(shè)計為：
①取一定量的鐵屑于燒杯，加入過量稀硫酸溶解．若該操作需用90mL  1mol/L的硫酸溶液，則配制時用到的玻璃儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還有兩種儀器分別是

膠頭滴管 100 mL容量瓶

．
②再向上述溶液中加入過量的鐵粉，讓其充分反應(yīng)，然后過濾，再從濾液中通過操作a得到晶體，再用少量冰水洗滌獲得純凈的綠礬晶體．操作a的操作順序依次為：

蒸發(fā)濃縮

、冷卻結(jié)晶、

過濾

．得到的綠礬晶體再用少量冰水洗滌的目的是：除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；

降低洗滌過程中FeSO₄?7H₂O的損失

．
（2）制得的綠礬晶體由于保存不妥，容易被氧化．某同學(xué)想了解其是否被氧化．請你設(shè)計實驗證明綠礬晶體部分被氧化．

取少量樣品于試管中，加水溶解并分為兩份，向其中一份滴加KSCN溶液少量，溶液呈血紅色，向另外一份滴加少量KMnO₄酸性溶液，KMnO₄溶液褪色，則說明該樣品部分變質(zhì)

（要求寫出實驗的步驟、現(xiàn)象、結(jié)論）．
（3）圖1是某同學(xué)利用手持技術(shù)，獲得8.34g FeS0₄?7H₂0樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如圖所示．
①試確定78℃時固體物質(zhì)M的化學(xué)式：

FeSO₄?4H₂O

．
②取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，得到一種紅棕色的物質(zhì)Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質(zhì)量相差16，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑

．
③該同學(xué)用圖2所示裝置設(shè)計實驗，驗證②中生成的氣態(tài)物質(zhì)．
I．按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→

a→b→f→e→d

II．試劑X的名稱是

品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液

．

Answer 1

分析：（1）①依據(jù)溶液配制過程和實驗操作分析回答；
②溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶析出，過濾洗滌，干燥稱重；
（2）依據(jù)鐵離子和硫氰酸鉀反應(yīng)生成血紅色溶液，亞鐵離子具有還原性被氧化的性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象分析設(shè)計實驗；
（3）①依據(jù)圖象數(shù)據(jù)和綠礬加熱失去結(jié)晶水質(zhì)量變化計算分析判斷；
②依據(jù)隔絕空氣加熱至650℃，得到一種紅棕色的物質(zhì)Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質(zhì)量相差16判斷生成產(chǎn)物為氧化鐵，二氧化硫，三氧化硫．原子守恒配平化學(xué)方程式；
③依據(jù)分解產(chǎn)物中的氣體為二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；

解答：解：（1）①配制溶液需要用到的 玻璃儀器是燒杯溶解，用玻璃棒攪拌加快溶解，沿玻璃棒引流轉(zhuǎn)移溶液到100ml容量瓶中，最后用教頭滴管丁刻度；
故答案為：膠頭滴管  100 mL容量瓶；
②溶液中加入過量的鐵粉，讓其充分反應(yīng)，然后過濾，再從濾液中通過操作a得到晶體，再用少量冰水洗滌獲得純凈的綠礬晶體．操作a的操作順序依次為蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶析出，過濾洗滌，干燥稱重；用少量冰水洗滌的目的是：除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，溫度低綠礬溶解度減小，降低洗滌過程中FeSO₄?7H₂O的損失；
故答案為：蒸發(fā)濃縮； 過濾； 降低洗滌過程中FeSO₄?7H₂O的損失；
（2）鐵離子和硫氰酸鉀反應(yīng)生成血紅色溶液，亞鐵離子具有還原性能被高錳酸鉀溶液氧化，所以實驗設(shè)計為：取少量樣品于試管中，加水溶解并分為兩份，向其中一份滴加KSCN溶液少量，溶液呈血紅色，證明被氧化，向另外一份滴加少量KMnO₄酸性溶液，KMnO₄溶液褪色，說明含有亞鐵離子，則說明該樣品部分變質(zhì)；
故答案為：取少量樣品于試管中，加水溶解并分為兩份，向其中一份滴加KSCN溶液少量，溶液呈血紅色，向另外一份滴加少量KMnO₄酸性溶液，KMnO₄溶液褪色，則說明該樣品部分變質(zhì)；
（3）①依據(jù)圖象分析在78℃時固體質(zhì)量變?yōu)?.72g，綠礬加熱失去結(jié)晶水，質(zhì)量減小，設(shè)失去結(jié)晶水x個，則8.34g FeS0₄?7H₂0樣品物質(zhì)的量=

8.34g

278g/mol

=0.03mol，
FeSO₄?7H₂O

△   .

FeSO₄?（7-x）H₂O+xH₂O
0.03mol                             0.03xmol
0.03xmol×18g/mol=8.34g-6.72g=1.62g
x=3
所以加熱到78℃時固體為FeSO₄?4H₂O
故答案為：FeSO₄?4H₂O；
②晶體全部失去結(jié)晶水得到固體質(zhì)量為8.34g-0.03mol×7×18g/mol=4.56g；對應(yīng)溫度為633°C；取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，結(jié)晶水乙全部失去，硫酸亞鐵受熱分解得到一種紅棕色的物質(zhì)Q判斷為Fe₂O₃，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質(zhì)量相差16，判斷為SO₂，SO₃，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
故答案為：2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
③Ⅰ、②中生成的氣態(tài)物質(zhì)為二氧化硫和三氧化硫氣體，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；裝置連接順序為：c→a→b→f→e→d
故答案為：a→b→f→e→d；  
Ⅱ、試劑X的名稱可以是利用二氧化硫的漂白性選擇品紅溶液驗證，也可以選擇溴水或高錳酸鉀溶液利用氧化性氧化二氧化硫反應(yīng)褪色驗證；
故答案為：品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液；

點評：本題考查了溶液配制過程的操作要求，溶液中得到溶質(zhì)固體的實驗方法，離子檢驗的實驗方法設(shè)計，圖象分析計算，實驗驗證的裝置連接原理，二氧化硫性質(zhì)的應(yīng)用，題目中和想較大．