Question

3．某酸性FeSO₃溶液中含有少量的SnSO₄，為得到純凈的硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O），可向溶液中通入H₂S氣體至飽和，然后用硫酸酸化至pH=2，過(guò)濾后，將所得濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，得到硫酸亞鐵晶體．查閱資料，得到相關(guān)物質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

25℃	pH	25℃	pH
飽和H2S溶液	3.9	FeS開始沉淀	3.0
SnS沉淀完全	1.6	FeS沉淀完全	5.5

（1）用硫酸亞鐵晶體配置FeSO₄溶液時(shí)還需加入的物質(zhì)是鐵粉和稀硫酸；
（2）為檢驗(yàn)制得的硫酸亞鐵晶體中是否含有Fe³⁺，可選用的試劑為AC；
A．KSCN溶液B．稀硫酸C．淀粉-KI溶液D．KMnO₄溶液
（3）通入H₂S氣體至飽和的目的是除去溶液中的Sn²⁺離子，并防止Fe²⁺被氧化；用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（4）為研究硫酸亞鐵晶體的熱分解，某興趣小組同學(xué)稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品，按圖1裝置進(jìn)行高溫加熱，使其完全分解（硫酸亞鐵晶體在高溫條件下回分解為三種化合物和一種單質(zhì)，該單質(zhì)能使帶火星的木條復(fù)燃），對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行探究，并通過(guò)稱量裝置B的質(zhì)量測(cè)出x的值．

①裝置B中午睡硫酸銅粉末變藍(lán)，質(zhì)量增加12.6g，說(shuō)明產(chǎn)物中有水，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說(shuō)明產(chǎn)物中含有二氧化硫；
②實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)�，否則測(cè)出的x會(huì)偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”）；
③硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色，將其加入足量稀鹽酸中，固體全部溶解，得黃色溶液；
④某研究所利用SDTQ600熱分析儀對(duì)硫酸亞鐵晶體進(jìn)行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成的固體質(zhì)量與分解溫度的關(guān)系圖如圖2，根據(jù)圖中有關(guān)數(shù)據(jù)，可計(jì)算出x為7．

Answer 1

分析 （1）用硫酸亞鐵晶體配置FeSO₄溶液時(shí)要抑制亞鐵離子水解和被氧氣氧化；
（2）KSCN溶液與Fe³⁺的溶液反應(yīng)會(huì)使溶液呈血紅色，F(xiàn)e³⁺有氧化性，能將碘離子氧化成碘單質(zhì)，碘遇淀粉顯藍(lán)色；
（3）依據(jù)題中實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析，通入硫化氫至飽和，硫化氫是強(qiáng)還原劑，目的是沉淀錫離子，防止亞鐵離子被氧化；在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液PH=2為了除去雜質(zhì)離子Sn²⁺；
（4）①二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
②實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)�，把水蒸氣全部趕出，否則測(cè)出的x會(huì)偏��；
④通過(guò)FeSO₄•xH₂O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個(gè)數(shù)比為1：2x，根據(jù)原子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）用硫酸亞鐵晶體配置FeSO₄溶液時(shí)要抑制亞鐵離子水解和被氧氣氧化，所以用硫酸亞鐵晶體配置FeSO₄溶液時(shí)還需加入的物質(zhì)是少量鐵粉和稀硫酸，
故答案為：鐵粉和稀硫酸；
（2）KSCN溶液與Fe³⁺的溶液反應(yīng)會(huì)使溶液呈血紅色，F(xiàn)e³⁺有氧化性，能將碘離子氧化成碘單質(zhì)，碘遇淀粉顯藍(lán)色，所以檢驗(yàn)硫酸亞鐵晶體中是否含有Fe³⁺，可以用KSCN溶液或淀粉-KI溶液，
故答案為：AC；
（3）通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強(qiáng)還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，已知：在H₂S飽和溶液中，SnS沉淀完全時(shí)溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時(shí)溶液的pH為3.0，沉淀完全時(shí)的pH為5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2時(shí)，Sn²⁺完全沉淀，亞鐵離子不沉淀，
故答案為：除去溶液中的Sn²⁺離子，并防止Fe²⁺被氧化；防止Fe²⁺離子生成沉淀；
（4）①二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，
故答案為：二氧化硫；
②實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)�，把水蒸氣全部趕出，否則測(cè)出的x會(huì)偏小，
故答案為：偏小；
④通過(guò)FeSO₄•xH₂O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個(gè)數(shù)比為1：x，
Fe₂O₃～2xH₂O
160     36x
8g     12.6g
x=7
故答案為：7．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的性質(zhì)與制備實(shí)驗(yàn)，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重考查學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理從資料中獲得有效信息的能力、實(shí)驗(yàn)分析能力、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算能力等，難度較大，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)的原理．