Question

【题目】某校学习小组的同学拟用工业废铁屑(主要成分为Fe，还含有少量FeS、Fe3P等)制备FeSO4·7H2O，并探究FeSO4·7H2O高温分解的产物。

I．制备实验步骤如下:

①称取一定量的废铁屑，用热的碳酸钠溶液浸泡，再用蒸馏水洗涤。

②将处理后的废铁屑放入锥形瓶中，加入适量3mol·L－1的硫酸，连接好装置(如图)后水浴加热至反应完全。

③依据现象停止加热，趁热过滤，向滤液中补加少量硫酸。

④将滤液冷却、结晶、过滤、洗涤。

回答下列问题

(1)步骤①称量5.6g废铁屑时，若砝码与物品的位置放反了，则称得的废铁屑的质量会____ (填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)步骤②中需控制硫酸的用量，使铁粉过量，其目的是_____________________。

(3)装置C的作用是__________________________。

(4)步骤④中洗涤时所用的洗涤剂最好是______（填标号）。

A．稀硝酸 B．无水乙醇 C．苯

(5)测定产品的纯度:

称取mg产品，放入锥形瓶中，用经煮沸过且冷却的蒸馏水和稀硫酸溶解，然后用cmol·L－1的KMnO4标准溶液滴定,消耗VmLKMnO4标准溶液。

蒸馏水煮沸的原因：______________，KMnO4标准溶液用______（酸或碱）式滴定管，产品的纯度为_______(列出计算表达式即可)。

Ⅱ．探究FeSO4·7H2O高温分解的产物的实验装置及步骤如下，请完成相关填空:

操作步骤	实验现象	解释原因
组装好仪器，先充入氮气，再加热管式炉至700℃一段时间	试管E中的白色固体变蓝	分解得到的产物中含水蒸气
气体产物经过试管B时	品红溶液褪色	(6) 产物中含有 _________________
气体产物经过试管C时	试管C中出现白色沉淀	(7)C中反应的化学方程式为 ___________________________
将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液	(8)____________________	(9) 溶液中含有 _______________

Answer 1

【答案】减小 保证溶液中都是Fe2＋ 除去H2S、PH3等杂质 B 除去蒸馏水中的氧气 酸 二氧化硫 SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl 溶液变成血红色 溶液含有Fe3＋

【解析】

根据亚铁离子和三价铁离子的性质及转化关系分析解答；根据化学实验基础操作及注意事项分析解答；根据酸碱滴定实验操作及注意事项分析解答；

(1)左物右码时，称量物品的质量是砝码加游码，即5g(砝码)+0.6g(游码)，当药品放错盘时，即得到5g-0.6g=4.4g，故砝码与物品的位置放反了，则称得的废铁屑的质量会偏小，故答案为：偏小；

(2)反应过程生成的Fe2+在空气中易被氧化成Fe3+，所以需要Fe过量，可以避免生成Fe3+，故答案为：保证溶液中都是Fe2＋；

(3)由于铁粉中含有的少量FeS、Fe3P与硫酸反应生成H2S、PH3气体，不能直接排放在空气中，故用硫酸铜溶液进行尾气处理，故答案为：除去H2S、PH3等杂质；

(4) 硝酸具有强氧化性，可将Fe2+氧化成Fe3+；无水乙醇可以除去晶体表面附着的硫酸等杂质，同时能降低FeSO4在水中的溶解度，减少FeSO47H2O的损耗；苯难以除去晶体表面附着的杂质，同时苯有毒；故B正确；

(5)将蒸馏水煮沸，是为了除去水中的氧气，由于KMnO4具有强氧化性，能够腐蚀碱式滴定管的橡胶管，故应选用酸式滴定管盛装，根据方程式：5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O可知5Fe2+~MnO4-，即n(Fe2+)=5n(MnO4-)=mol，m(FeSO4·7H2O)= g，故药品纯度为： ；

Ⅱ．能使品红溶液褪色的气体是SO2，说明加热FeSO4·7H2O时有SO2气体生成，经过C装置时，生成了白色沉淀说明该沉淀是BaSO4，即反应方程式为：SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，加热的过程中，Fe2+被氧化生成Fe3+，故将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液，溶液变成血红色，说明溶液含有Fe3＋；

故答案为：二氧化硫，SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，溶液变成血红色 ， 溶液含有Fe3＋。