聚合硫酸鐵(SPFS)是一種新型的飲用水處理劑和城市污水凈化劑,其化學(xué)組成可表示為[Fe
2(OH)
n(SO
4)3-
]
m.某研究小組將聚合硫酸鐵在一定條件下加熱完全分解,對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下試劑完成驗(yàn)證和探究過程(已知SO
3的熔點(diǎn)為16.8℃).
試劑:1.0mol?L
-1的鹽酸、1.0mol?L
-1的KMnO
4溶液、0.1mol?L
-1的BaCl
2溶液、20%的KSCN溶液、品紅溶液、蒸餾水、冰水.
(1)聚合硫酸鐵中鐵元素的化合價(jià)是
.
(2)固體產(chǎn)物成分的探究
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)步驟 | 現(xiàn)象 |
步驟1:取適量的固體產(chǎn)物于試管中,加入足量1.0mol?L-1的鹽酸,充分振蕩使固體完全溶解 | 固體溶解,沒有觀察到氣泡,溶液呈黃色 |
步驟2:取少量步驟1所得溶液于試管中,加入適量20%的KSCN溶液,振蕩 | 溶液呈血紅色 |
步驟3:另取少量步驟1所得溶液于試管中,滴入少量1.0mol?L-1的KMnO4溶液,振蕩 | KMnO4的紫紅色不褪去 |
思考與判斷
根據(jù)上面的信息,可以確定固體產(chǎn)物的成分是
;步驟1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
.
(3)氣體產(chǎn)物成分的探究(不考慮水蒸氣)
提出假設(shè)
假設(shè)1:所得氣體的成分是SO
3;
假設(shè)2:所得氣體的成分是SO
2、O
2;
假設(shè)3:所得氣體的成分是
.
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證假設(shè)
按下表的實(shí)驗(yàn)步驟寫出預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論.
實(shí)驗(yàn)操作 | 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 |
步驟1:將少量氣體產(chǎn)物通入盛有適量品紅溶液的試管中,觀察溶液的顏色變化,然后加熱再觀察溶液的顏色變化 | ①若 ,則 成立 ②若 ,則 成立 |
步驟2:將氣體產(chǎn)物緩緩?fù)ㄟ^浸在冰水中的U形管(如圖),然后在U形管中加入適量0.1mol?L-1的BaCl2溶液,充分振蕩
| 結(jié)合上述步驟1的有關(guān)結(jié)論 (填①或②) ①若 ,則 成立 ②若 ,則 成立 |