Question

【題目】硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2是一種重要的化學(xué)試劑。現(xiàn)有甲乙兩個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)小組做了如下實(shí)驗(yàn)

Ⅰ.甲學(xué)習(xí)小組用圖甲所示裝置制備硫酸亞鐵銨，所用藥品有鐵屑、稀硫酸、(NH4)2SO4溶液。

(1)裝置C的名稱是___________，(NH4)2SO4溶液在___________裝置中(填“A”或“B”)。

(2)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

(3)將B中的液體倒入蒸發(fā)皿蒸干時(shí)，往往先加入一定量的硫酸。其作用是在酸性條件下不易被氧化和___________。

(4)為防止B中制得的(NH4)2Fe(SO4)2被氧化變質(zhì)，實(shí)驗(yàn)操作是___________。

Ⅱ.乙學(xué)習(xí)小組為了探究硫酸亞鐵銨分解產(chǎn)物，査閱資料發(fā)現(xiàn)：硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱到110℃左右完全分解。氣體產(chǎn)物有N2、H2O、NH3和另一氣體產(chǎn)物Ⅹ。該學(xué)習(xí)小組檢驗(yàn)X氣體的組成。

(5)該學(xué)習(xí)小組猜想X氣體只有三種可能。分別是：i.SO2，ii.SO3，ⅲ.___________。

(6)該小組利用圖乙裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是B中未出現(xiàn)沉淀，C中溶液變渾濁。得出的結(jié)論是___________，C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 B Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ 抑制亞鐵離子水解 先打開止水夾K1，再打開分液漏斗活塞開關(guān)a，滴加稀硫酸，向B中通入氫氣一段時(shí)間后，關(guān)閉止水夾K1，打開K2,反應(yīng)生成的氫氣產(chǎn)生的氣壓把生成的硫酸亞鐵壓入B裝置 SO2和SO3 X氣體是SO2或猜想i.正確 SO2+H2O2+Ba2+= BaSO4↓+2H+

【解析】

Ⅰ.由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，制備硫酸亞鐵銨的原理為，先打開止水夾K1，再打開分液漏斗活塞開關(guān)a，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣防止硫酸亞鐵氧化，向B中通入氫氣一段時(shí)間后，關(guān)閉止水夾K1，打開K2,反應(yīng)生成的氫氣產(chǎn)生的氣壓把生成的硫酸亞鐵壓入B裝置中與硫酸銨發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨；

II.由題意，硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱到110℃左右完全分解，氣體產(chǎn)物有N2說明反應(yīng)中N元素化合價(jià)升高，由此可知反應(yīng)中S元素化合價(jià)一定降低，還原產(chǎn)物一定為二氧化硫。

I.（1）裝置C的名稱是分液漏斗；硫酸銨溶液裝在裝置B中，故答案為：分液漏斗；B；

（2）裝置A中鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，故答案為：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；

（3）B中的液體為硫酸亞鐵銨，為防止亞鐵離子被氧化，以及擬制亞鐵離子和銨根離子水解，將硫酸亞鐵銨溶液倒入蒸發(fā)皿蒸干時(shí)，應(yīng)先加入一定量的硫酸，抑制亞鐵離子和銨根離子水解，故答案為：抑制亞鐵離子水解；

(4)為防止制得的(NH4)2Fe(SO4)2被氧化變質(zhì)，應(yīng)該形成無氧環(huán)境，具體操作為：先打開止水夾K1，再打開分液漏斗活塞開關(guān)a，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣防止硫酸亞鐵氧化，向B中通入氫氣一段時(shí)間后，關(guān)閉止水夾K1，打開K2,反應(yīng)生成的氫氣產(chǎn)生的氣壓把生成的硫酸亞鐵壓入B裝置中，故答案為：先打開止水夾K1，再打開分液漏斗活塞開關(guān)a，滴加稀硫酸，向B中通入氫氣一段時(shí)間后，關(guān)閉止水夾K1，打開K2,反應(yīng)生成的氫氣產(chǎn)生的氣壓把生成的硫酸亞鐵壓入B裝置；

Ⅱ.（5）由題意，硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱到110℃左右完全分解，氣體產(chǎn)物有N2說明N元素化合價(jià)升高，由此可知反應(yīng)中S元素化合價(jià)一定降低，X氣體中一定有二氧化硫，可能有三氧化硫，故答案為：SO2和SO3；

（6）由題意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是B中未出現(xiàn)沉淀，C中溶液變渾濁，說明X中有二氧化硫，沒有三氧化硫；C中溶液變渾濁的原因是二氧化硫與雙氧水反應(yīng)生成硫酸，硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+H2O2+Ba2+= BaSO4↓+2H+，故答案為：X氣體是SO2或猜想i.正確；SO2+H2O2+Ba2+= BaSO4↓+2H+。