Question

【题目】硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2是一种重要的化学试剂。现有甲乙两个化学学习小组做了如下实验

Ⅰ.甲学习小组用图甲所示装置制备硫酸亚铁铵，所用药品有铁屑、稀硫酸、(NH4)2SO4溶液。

(1)装置C的名称是___________，(NH4)2SO4溶液在___________装置中(填“A”或“B”)。

(2)装置A中发生反应的化学方程式为___________。

(3)将B中的液体倒入蒸发皿蒸干时，往往先加入一定量的硫酸。其作用是在酸性条件下不易被氧化和___________。

(4)为防止B中制得的(NH4)2Fe(SO4)2被氧化变质，实验操作是___________。

Ⅱ.乙学习小组为了探究硫酸亚铁铵分解产物，査阅资料发现：硫酸亚铁铵隔绝空气加热到110℃左右完全分解。气体产物有N2、H2O、NH3和另一气体产物Ⅹ。该学习小组检验X气体的组成。

(5)该学习小组猜想X气体只有三种可能。分别是：i.SO2，ii.SO3，ⅲ.___________。

(6)该小组利用图乙装置进行检验。

实验现象是B中未出现沉淀，C中溶液变浑浊。得出的结论是___________，C中发生反应的离子方程式是_________________________________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 B Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ 抑制亚铁离子水解 先打开止水夹K1，再打开分液漏斗活塞开关a，滴加稀硫酸，向B中通入氢气一段时间后，关闭止水夹K1，打开K2,反应生成的氢气产生的气压把生成的硫酸亚铁压入B装置 SO2和SO3 X气体是SO2或猜想i.正确 SO2+H2O2+Ba2+= BaSO4↓+2H+

【解析】

Ⅰ.由实验装置图可知，制备硫酸亚铁铵的原理为，先打开止水夹K1，再打开分液漏斗活塞开关a，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应生成的氢气排尽装置中的空气防止硫酸亚铁氧化，向B中通入氢气一段时间后，关闭止水夹K1，打开K2,反应生成的氢气产生的气压把生成的硫酸亚铁压入B装置中与硫酸铵发生反应生成硫酸亚铁铵；

II.由题意，硫酸亚铁铵隔绝空气加热到110℃左右完全分解，气体产物有N2说明反应中N元素化合价升高，由此可知反应中S元素化合价一定降低，还原产物一定为二氧化硫。

I.（1）装置C的名称是分液漏斗；硫酸铵溶液装在装置B中，故答案为：分液漏斗；B；

（2）装置A中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，故答案为：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；

（3）B中的液体为硫酸亚铁铵，为防止亚铁离子被氧化，以及拟制亚铁离子和铵根离子水解，将硫酸亚铁铵溶液倒入蒸发皿蒸干时，应先加入一定量的硫酸，抑制亚铁离子和铵根离子水解，故答案为：抑制亚铁离子水解；

(4)为防止制得的(NH4)2Fe(SO4)2被氧化变质，应该形成无氧环境，具体操作为：先打开止水夹K1，再打开分液漏斗活塞开关a，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应生成的氢气排尽装置中的空气防止硫酸亚铁氧化，向B中通入氢气一段时间后，关闭止水夹K1，打开K2,反应生成的氢气产生的气压把生成的硫酸亚铁压入B装置中，故答案为：先打开止水夹K1，再打开分液漏斗活塞开关a，滴加稀硫酸，向B中通入氢气一段时间后，关闭止水夹K1，打开K2,反应生成的氢气产生的气压把生成的硫酸亚铁压入B装置；

Ⅱ.（5）由题意，硫酸亚铁铵隔绝空气加热到110℃左右完全分解，气体产物有N2说明N元素化合价升高，由此可知反应中S元素化合价一定降低，X气体中一定有二氧化硫，可能有三氧化硫，故答案为：SO2和SO3；

（6）由题意实验现象是B中未出现沉淀，C中溶液变浑浊，说明X中有二氧化硫，没有三氧化硫；C中溶液变浑浊的原因是二氧化硫与双氧水反应生成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，反应的化学方程式为SO2+H2O2+Ba2+= BaSO4↓+2H+，故答案为：X气体是SO2或猜想i.正确；SO2+H2O2+Ba2+= BaSO4↓+2H+。