Question

8．硫酸亚铁晶体可用于色谱分析试剂，点滴分析铂、硒、亚硝酸盐等．某研究小组进行如下实验：
实验一：硫酸亚铁晶体的制取
某酸性FeSO₄溶液中含有少量的SnSO₄，为得到纯净的硫酸亚铁晶体（FeSO₄•xH₂O），可向溶液中通入H₂S气体至饱和，然后用硫酸酸化至PH=2．过滤后，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，得到FeSO4•7H2O晶体．查询资料，得有关物质的数据如下表：

25℃	pH	25℃	pH
饱和H2S溶液	3.9	FeS开始沉淀	3.0
SnS沉淀完全	1.5	FeS沉淀完全	5.5

（1）FeSO₄溶液呈酸性的原因用离子方程式表示为Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺．
（2）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe³⁺，可选用的试剂为AC．
A．KSCN溶液      B．稀H₂SO₄     C．淀粉-KI溶液     D．KMnO₄溶液
（3）通入H₂S至饱和的目的是除去溶液中的Sn²⁺离子，并防止Fe²⁺被氧化； 在溶液中用硫酸酸化至PH=2的目的是防止Fe²⁺离子生成沉淀．
实验二：测定硫酸亚铁晶体中结晶水的数目
某兴趣小组同学称取ag硫酸亚铁晶体样品，按图1装置进行高温加热，使其完全分解（硫酸亚铁晶体在高温条件下分解为三种化合物和一种单质，该单质能使带火星的木条复燃），对所得产物进行探究，并通过称量装置B质量测出x的值．
 
（4）装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有二氧化硫．
（5）实验中要持续通入氮气，否则测出的x会偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（6）硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中固体呈红棕色，将其加入足量稀盐酸中，固体全部溶解，得黄色溶液，则红棕色固体是Fe₂O₃（填化学式）．
（7）某研究所利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量--分解温度的关系图如图2，根据图2中有关数据，可计算出x为7．7．

Answer 1

分析 （1）亚铁离子水解使溶液显酸性；
（2）KSCN溶液与Fe³⁺的溶液反应会使溶液呈血红色，Fe³⁺有氧化性，能将碘离子氧化成碘单质，碘遇淀粉显蓝色；
（3）依据题中实验过程分析，通入硫化氢至饱和，硫化氢是强还原剂，目的是沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化；在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn²⁺；
（4）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色；
（5）实验中要持续通入氮气，把水蒸气全部赶出，否则测出的x会偏小；
（6）氧化铁固体呈红棕色，加入足量稀盐酸中，固体全部溶解生成铁离子，得黄色溶液；
（7）通过FeSO₄•xH₂O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：2x，根据原子守恒计算．

解答 解：（1）FeSO₄溶液中亚铁离子水解：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，溶液显酸性；
故答案为：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；
（2）KSCN溶液与Fe³⁺的溶液反应会使溶液呈血红色，Fe³⁺有氧化性，能将碘离子氧化成碘单质，碘遇淀粉显蓝色，所以检验硫酸亚铁晶体中是否含有Fe³⁺，可以用KSCN溶液或淀粉-KI溶液；
故答案为：AC；
（3）通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，已知：在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn²⁺完全沉淀，亚铁离子不沉淀；
故答案为：除去溶液中的Sn²⁺离子，并防止Fe²⁺被氧化；防止Fe²⁺离子生成沉淀；
（4）二氧化硫有还原性，能使高锰酸钾溶液褪色；
故答案为：二氧化硫；
（5）实验中要持续通入氮气，把水蒸气全部赶出，否则，水蒸气未被充分吸收，测出的x会偏小；
故答案为：偏小；
（6）氧化铁固体呈红棕色，加入足量稀盐酸中，固体全部溶解生成铁离子，得黄色溶液；
故答案为：Fe₂O₃；
（7）通过FeSO₄•xH₂O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：x，
Fe₂O₃～2xH₂O
160     36x
8g     12.6g
x=7；
故答案为：7．

点评 本题主要考查了学生根据实验原理从资料中获得有效信息的能力、实验分析能力、根据化学式的计算能力等，侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能量，注意相关基础知识的学习与积累，难度中等．