Question

在某合作課上，同學們對硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物提出了不同的觀點（已知產(chǎn)物不超過3種）：甲同學認為硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物是Fe₂O₃和SO₃；乙同學認為硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物是Fe₂O₃、SO₂和SO₃；丙同學認為硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物是Fe₂O₃、SO₂和O₂．
（1）根據(jù)化學反應原理可知，上面三位同學中觀點一定錯誤的是

 

（填“甲”、“乙”或“丙”），理由是

 

．
（2）為了探究硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物，丁同學查閱資料獲得如下信息：SO₂的熔點為-72℃，沸點為-10℃；SO₃的熔點為16.8℃，沸點為44.8℃．該同學設計了如圖裝置進行實驗．

	實驗過程	實驗現(xiàn)象
Ⅰ	通入一段時間N2加熱	A中固體變?yōu)榧t棕色，B中有白色沉淀生成，D試管中有無色液體生成
Ⅱ	用帶有火星的木條靠近裝置D的導管口	木條復燃
Ⅲ	充分反應，停止加熱，冷卻后，取A中固體，加鹽酸	固體溶解，溶液呈黃色
Ⅳ	將重所得溶液滴入D試管中	混合溶液變?yōu)闇\綠色

①加熱之前通入氮氣的目的是

 

．
②能否根據(jù)B中現(xiàn)象，判斷硫酸亞鐵分解一定有SO₃生成？請你用必要的文字和化學方程式解釋：

 

．
③根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，可以肯定

 

（填“甲”、“乙”或“丙”）同學的觀點一定正確．
④寫出Ⅳ中發(fā)生反應的離子方程式：

 

．
⑤設計一個簡易實驗檢驗A中硫酸亞鐵是否完全分解：

 

（寫出步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．

Answer 1

考點：物質(zhì)的檢驗和鑒別的實驗方案設計

專題：物質(zhì)檢驗鑒別題

分析：（1）依據(jù)氧化還原反應特征分析判斷，反應前后元素化合價有升高，有降低分析判斷；
（2）①加熱之前通入氮氣的目的是排出裝置中的空氣防止壓強的氧化作用氧化硫酸亞鐵；
②FeSO₄分解不一定有SO₃生成，B中的現(xiàn)象是有白色沉淀生成，可能是在水溶液中發(fā)生反應：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，故無論分解反應是否有SO₃ 生成，都會有此現(xiàn)象；
③分解過程除產(chǎn)生使木條復燃的氣體為氧氣，A中固體變?yōu)榧t棕色為氧化鐵，因為有Fe₂O₃生成，在FeSO₄中只有+6價S元素有氧化性，能被還原，因此一定有SO₂生成；
④A為氧化鐵加鹽酸生成三價鐵離子，將所得溶液滴入D試管中，溶液變?yōu)闇\綠色說明有二價鐵生成，所以三價鐵離子和二氧化硫發(fā)生了氧化還原反應，據(jù)此解答；
⑤取分解后的產(chǎn)物，加入鹽酸溶解，利用亞鐵離子的還原性分析，滴入高錳酸鉀溶液若褪色證明分解完全；

解答： 解：（1）甲同學認為硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物是Fe₂O₃和SO₃；依據(jù)氧化還原反應中元素化合價變化有升有降可知甲只有鐵元素化合價升高，無元素化合價降低，不符合氧化還原反應的特征；乙同學認為硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物是Fe₂O₃、SO₂和SO₃；反應過程中有元素化合價升高和降低，符合氧化還原反應特征；丙同學認為硫酸亞鐵固體受熱分解的產(chǎn)物是Fe₂O₃、SO₂和O₂，反應 前后元素化合價有升高有降低，符合氧化還原反應特征；
故答案為：甲，甲得到的產(chǎn)物中元素化合價在反應前后只有升高無降低；
（2）①加熱之前通入氮氣的目的是排出裝置中的空氣防止壓強的氧化作用氧化硫酸亞鐵；
故答案為：趕凈裝置中的空氣，避免空氣中的氧氣氧化硫酸亞鐵干擾測定結(jié)果；
②因為硫酸亞鐵在氮氣的條件下隔絕空氣加熱分解一定生成氧化鐵、二氧化硫，不一定有三氧化硫，B中的現(xiàn)象是有白色沉淀生成，白色沉淀為硫酸鋇，該沉淀可能是2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，故無論分解反應是否有SO₃ 生成，都會有此現(xiàn)象，總反應為2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl，
故答案為：不正確，因為分解有O₂ 和SO₂ 生成，在水溶液中發(fā)生反應：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，故無論分解反應是否有SO₃ 生成，都會有此現(xiàn)象；2SO₂+O₂+2H₂O+2BaCl₂=2BaSO₄↓+4HCl．
③根據(jù)氧化還原反應的特點，元素化合價升高的價數(shù)等于元素化合價降低的價數(shù)，分解過程除產(chǎn)生使木條復燃的氣體為氧氣說明氧元素的化合價在升高，A中固體變?yōu)榧t棕色為氧化鐵，因為有Fe₂O₃生成，鐵的化合價也在升高，在FeSO₄中只有+6價S元素有氧化性，能被還原，因此一定有SO₂生成，
故答案為：乙；
④取A中固體，加鹽酸Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，將所得溶液滴入D試管中，溶液變?yōu)闇\綠色說明有二價鐵生成，說明三價鐵離子被還原，D試管中有無色液體為二氧化硫，發(fā)生的反應為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
⑤取分解后的產(chǎn)物，加入鹽酸溶解，利用亞鐵離子的還原性分析，滴入高錳酸鉀溶液若褪色證明分解完全，取少量分解產(chǎn)物與試管中，加入鹽酸溶解后，滴入酸化的高錳酸鉀溶液，若褪色，證明分解不完全，若紫紅色不變化，證明分解完全；
故答案為：取少量分解產(chǎn)物與試管中，加入鹽酸溶解后，滴入酸化的高錳酸鉀溶液，若褪色，證明分解不完全，若紫紅色不變化，證明分解完全；

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)和分解產(chǎn)物的實驗驗證方法和過程理解應用，主要是氧化還原反應特征的分析應用，掌握基礎是關鍵，題目難度較大．