Question

17．某小组取一定质量的FeSO₄固体，利用如图装置进行实验．
已知：SO₂熔点-72℃，沸点-10℃；SO₃熔点16.8℃，沸点44.8℃．

	实验过程	实验现象
①	通入一段时间N2，加热	A中固体变为红棕色，B中有白色沉淀，D试管中有无色液体
②	用带有火星的木条靠近装置D的导管口	木条复燃
③	充分反应，停止加热，冷却后，取A中固体，加盐酸	固体溶解，溶液呈黄色
④	将③所得溶液滴入D试管中	溶液变为浅绿色

（1）加热前，先通入一段时间N₂的目的是排除装置内空气，防止硫酸亚铁被氧气氧化．
（2）实验③反应的离子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（3）分解过程除产生使木条复燃的气体外，仅由A中固体颜色变化推测，还一定有SO₂气体．依据是因为有Fe₂O₃生成，在FeSO₄中只有+6价S元素有氧化性，能被还原．因此一定有SO₂生成．
（4）实验④反应的离子方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 通入一段时间N₂，加热，A中固体变为红棕色为分解生成的氧化铁，B中有白色沉淀是生成的，因为分解有O₂和SO₂生成，通入氯化钡溶液，在水溶液中发生反应：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，D试管中有无色液体，SO₂熔点-72℃，沸点-10℃，D试管中有无色液体为二氧化硫，用带有火星的木条靠近装置D的导管口，木条复燃说明分解生成氧气，充分反应，停止加热，冷却后，取A中固体，加盐酸固体溶解，溶液呈黄色，证明生成的氧化铁溶解得到氯化铁溶液，将③所得溶液滴入D试管中，发生的反应为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，据此分析回答，
（1）通入氮气赶出装置中的空气，避免硫酸亚铁被氧气氧化；
（2）A中固体变为红棕色为氧化铁；然后加盐酸，是氧化铁和盐酸反应，据此书写离子反应方程式；
（3）分解过程除产生使木条复燃的气体为氧气，A中固体变为红棕色为氧化铁，因为有Fe₂O₃生成，在FeSO₄中只有+6价S元素有氧化性，能被还原，因此一定有SO₂生成；
（4）A为氧化铁加盐酸生成三价铁离子，将③所得溶液滴入D试管中，溶液变为浅绿色说明有二价铁生成，所以三价铁离子和二氧化硫发生了氧化还原反应，据此解答．

解答 解：（1）通入氮气赶出装置中的空气，避免硫酸亚铁被空气中氧气氧化，影响硫酸亚铁分解产物的推断，
故答案为：排除装置内空气，防止硫酸亚铁被氧气氧化；
（2）根据②木条复燃说明有氧气生成，根据A中固体变为红棕色，说明A中固体变为红棕色为氧化铁，B中有白色沉淀为硫酸钡，是因为硫酸亚铁在氮气的条件下隔绝空气加热分解生成氧化铁、二氧化硫，所以实验③反应的离子方程式是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（3）根据氧化还原反应的特点，元素化合价升高的价数等于元素化合价降低的价数，分解过程除产生使木条复燃的气体为氧气说明氧元素的化合价在升高，A中固体变为红棕色为氧化铁，因为有Fe₂O₃生成，铁的化合价也在升高，在FeSO₄中只有+6价S元素有氧化性，能被还原，因此一定有SO₂生成，
故答案为：SO₂；因为有Fe₂O₃生成，在FeSO₄中只有+6价S元素有氧化性，能被还原．因此一定有SO₂生成；
（4）取A中固体，加盐酸Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，将③所得溶液滴入D试管中，溶液变为浅绿色说明有二价铁生成，说明三价铁离子被还原，D试管中有无色液体为二氧化硫，发生的反应为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

点评 本题考查了有关FeSO₄固体制备的实验，理解工艺流程图，掌握实验操作与设计及相关物质的性质是解答的关键，题目难度中等．