Question

【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂，在不同温度下加热分解产物不同。设计如图实验装置（夹持装置略去），在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全，确定分解产物的成分。

（1）B装置的作用是_________________________________________。

（2）实验中，观察到C中无明显现象，D中有白色沉淀生成，可确定产物中一定有____________气体产生，写出D中发生反应的离子方程式______________________。若去掉C，能否得出同样结论____________（填“是”或“否”） ，原因是____________________________。

（3）A中固体完全分解后变为红棕色粉末，某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3，而不含FeO，请帮他完成表中内容。（试剂，仪器和用品自选）

实验步骤	预期现象	结论
___________________________	________________________	固体残留物仅为Fe2O3

（4）若E中收集到的气体只有N2，其物质的量为xmol，固体残留物Fe2O3的物质的量为ymol，D中沉淀物质的量为zmol，则x、y和z应满足的关系为________________________。

（5）结合上述实验现象，完成硫酸亚铁铵在500℃时隔绝空气加热完全分解的化学方程式_______________。

Answer 1

【答案】 检验产物中是否有水生成 SO2 SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+ 否 若有SO3也有白色沉淀生成 步骤：取少量A中残留物于试管中，加入适量稀硫酸，充分振荡使其完全溶解；将溶液分成两份，分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液（或：依次滴加K3Fe(CN)6溶液、KSCN溶液或其他合理答案） 现象：若高锰酸钾溶液不褪色，加入KSCN溶液后变红（或：加入K3Fe(CN)6溶液无现象，加入KSCN溶液后变红，或其他合理答案） 3x+y=z 2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O

【解析】（1）B装置中硫酸铜粉末的作用是检验产物中是否有水生成；

（2）装置C中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成，若含有该气体，会生成硫酸钡白色沉淀，观察到的观象为溶液变浑浊；现C中无明显现象，说明不含有SO3气体，再结合观察到D中有白色沉淀生成，说明含有SO2气体；装置D中通入二氧化硫和过氧化氢发生氧化还原反应，生成硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为：SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；若去掉C，不能得出相同的结构，原因是无法排除SO3的干扰，因若有SO3也有白色沉淀生成；

（3）根据亚铁离子的还原性，可以用高锰酸钾溶液检验，方法为：取少量A中残留物与试管中，加入适量稀硫酸，充分振荡使其完全溶解，在所得溶液中滴加高锰酸钾溶液，并振荡，若高锰酸钾溶液褪色，则残留物中含有FeO；若高锰酸钾溶液不褪色，则残留物中不含FeO；

（4）若E中收集到的气体只有N2，其物质的量为xmol，固体残留物Fe2O3的物质的量为ymol，D中沉淀物质的量为zmol，其中N2和Fe2O3均为氧化产物，而SO2为还原产物，根据电子守恒规律，可知2×3xmol+2ymol=2Zmol，即3x+y=z；

（5）综合实验现象并结合电子守恒和原子守恒，硫酸亚铁铵在500℃时隔绝空气加热完全分解的化学方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O。