Question

綠礬（FeSO₄?7H₂O）是治療缺鐵性貧血的特效藥．某學校的化學興趣小組的同學對綠礬進行了如下的探究：
（一）FeSO₄?7H₂O的制備．該化學興趣小組的同學在實驗室通過如下實驗由廢鐵屑（含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)）制備FeSO₄?7H₂O晶體：
①將5%Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數(shù)分鐘，過濾除去Na₂CO₃溶液，然后將廢鐵屑用水洗滌2～3遍．
②向洗滌過的廢鐵屑中加入過量的稀硫酸，控制溫度在50～80℃之間至鐵屑耗盡；
③趁熱過濾，將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中，靜置、冷卻結(jié)晶；
④待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2～3次，再用濾紙將晶體吸干；
⑤將制得的FeSO₄?7H₂O晶體放在一個小廣口瓶中，密閉保存．
請回答下列問題：
（1）實驗步驟①的目的是

 

．
（2）實驗步驟②明顯不合理，理由是

 

．
（3）為了洗滌除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，實驗步驟④中用少量冰水洗滌晶體，原因是

 

．
（二）探究綠礬（FeSO₄?7H₂O）熱分解的產(chǎn)物
已知SO₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，在加熱條件下SO₃具有比較強的氧化性．該小組設計如圖的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

【實驗過程】
①儀器連接后，檢查裝置的氣密性；
②取一定量綠礬固體置于A中，通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，關(guān)閉k，用酒精燈加熱硬質(zhì)玻璃管；
③觀察到A 中固體逐漸變紅棕色，B中試管收集到無色液體，C中溶液褪色；
④待A中反應完全并冷卻至室溫后，取少量反應后固體于試管中，加入硫酸溶解，取少量滴入幾滴KSCN溶液，溶液變紅色；
⑤往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁．
（4）實驗結(jié)果分析
結(jié)論1：B中收集到的液體是

 

；
結(jié)論2：C中溶液褪色，可推知產(chǎn)物中有

 

；
結(jié)論3：綜合分析上述實驗③和④可推知固體產(chǎn)物一定有Fe₂O₃．
【實驗反思】
（5）請指出該小組設計的實驗明顯不足：

 

．
（6）分解后的固體中可能含有少量FeO，取上述實驗④中硫酸溶解后的溶液少許于試管中，若只選用一種試劑鑒別，該試劑最合適的是

 

（填選項字母）．
a．氯水和KSCN溶液     b．酸性KMnO₄溶液      c．H₂O₂     d．NaOH溶液
（7）該興趣小組的某同學認為，綠礬受熱分解的產(chǎn)物中一定沒有FeO，他的理由是

 

．

Answer 1

考點：硫酸亞鐵的制備

專題：實驗題

分析：（1）碳酸鈉的水溶液顯堿性，可以除去鐵屑表面的油污；
（2）廢鐵屑中含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)；
（3）降低溶解度，減少損失；
（4）硫酸鋇是白色沉淀，二氧化硫能使品紅褪色；
（5）二氧化硫會對大氣造成污染；
（6）2價鐵離子能使酸性KMnO₄溶液褪色；
（7）從FeO的還原性和SO₃的氧化性角度來著手分析．

解答： 解：（1）碳酸鈉的水溶液顯堿性，可以除去鐵屑表面的油污，故答案為：除油污；
（2）廢鐵屑中含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)，與硫酸反應后，溶液中會混有鐵離子和銅離子，故鐵屑應過量，故答案為：應該鐵屑過量，否則溶液中可能有鐵離子和銅離子存在；
（3）綠礬易溶于水，降溫可以降低其溶解度，減少損失，故答案為：用冰水洗滌可降低洗滌過程中FeSO₄?7H₂O的損耗；
（4）往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁，說明B中收集到的液體是硫酸溶液；品紅溶液褪色，說明有SO₂生成，故答案為：H₂SO₄溶液；SO₂；
（5）二氧化硫會對大氣造成污染；故應有尾氣吸收裝置，故答案為：在C裝置后增加一套尾氣處理裝置；
（6）2價鐵離子具有還原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色，故答案為：b．
（7）若綠礬受熱分解的產(chǎn)物中有FeO，則鐵元素的化合價不變，故硫元素的化合價也不能變，故還應生成SO₃，而FeO有強還原性，SO₃有強氧化性，兩者不能共存，
故綠礬受熱分解的產(chǎn)物中一定沒有FeO．答案為：FeO有強還原性，SO₃有氧化性，兩者受熱時會發(fā)生氧化還原反應而不能共存．

點評：本題是一道實驗探究題，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，解答時要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識細心分析解答．