Question

【題目】硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化學中的重要試劑，在不同溫度下加熱分解產(chǎn)物不同。設(shè)計如圖實驗裝置(夾持裝置略去)，在500℃時隔絕空氣加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全，確定分解產(chǎn)物的成分(C、D中溶液成份均過量)。

(1)B裝置的作用是______________________________________。

(2)實驗中，觀察到C中無明顯現(xiàn)象，D中有白色沉淀生成，可確定產(chǎn)物中一定有__________氣體產(chǎn)生，寫出D中發(fā)生反應的離子方程式___________________________________。若去掉C，是否能得出同樣結(jié)論并解釋其原因__________________________。

(3)A中固體完全分解后變?yōu)榧t棕色粉末，某同學設(shè)計實驗驗證固體殘留物僅為Fe2O3，而不含FeO，請完成表中內(nèi)容。(試劑，儀器和用品自選)

實驗步驟	預期現(xiàn)象	結(jié)論
取少量A中殘留物于試管中，加入適量稀硫酸，充分振蕩使其完全溶解，平均分成2份；_____	_________________________	固體殘留物僅為Fe2O3

(4)若E中收集到的氣體只有N2，其物質(zhì)的量為x mol，固體殘留物Fe2O3的物質(zhì)的量為y mol，D中沉淀物質(zhì)的量為z mol，根據(jù)氧化還原反應的基本規(guī)律，x、y和z應滿足的關(guān)系為___________。

(5)結(jié)合上述實驗現(xiàn)象和相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，完成硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]在500℃時隔絕空氣加熱完全分解的化學方程式_____________________________。

Answer 1

【答案】檢驗產(chǎn)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； 分別滴加高錳酸鉀溶液、KSCN溶液或分別滴加K4[Fe((CN)6]溶液、K3[Fe((CN)6]溶液 若高錳酸鉀溶液不褪色，加入KSCN溶液后變紅；前者生成藍色沉淀，后者無明顯現(xiàn)象 3x+y=z 2（NH4）2Fe（SO4）2Fe2O3＋2NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O

【解析】

（1）B中無水硫酸銅檢驗分解產(chǎn)物中水蒸氣的生成；（2）實驗中，觀察到C中無明顯現(xiàn)象，D中有白色沉淀生成說明過氧化氫氧化了二氧化硫生成硫酸，硫酸根離子結(jié)合鋇離子出硫酸鋇沉淀；若去掉C，產(chǎn)物中若生成三氧化硫也會出現(xiàn)白色沉淀現(xiàn)象；（3）根據(jù)Fe3+沒有還原性、遇KSCN溶液變紅， Fe2+有還原性、遇KSCN溶液不變紅設(shè)計實驗驗證固體殘留物僅為Fe2O3，而不含F(xiàn)eO；（4）若產(chǎn)物中有氮氣生成，則失電子的元素是Fe、N，得到電子的元素為S，根據(jù)電子守恒得到關(guān)系式；（5）結(jié)合上述實驗現(xiàn)象，反應產(chǎn)物有氧化鐵、氮氣、二氧化硫、水和氨氣，結(jié)合電子守恒和原子守恒書寫化學方程式。

（1）B裝置中無水硫酸銅遇到水變藍色，裝置B的作用是檢驗產(chǎn)物中是否有水生成；（2）實驗中，觀察到C中鹽酸酸化的氯化鋇溶液中無明顯現(xiàn)象，證明無三氧化硫生成，D中過氧化氫具有氧化性，能氧化二氧化硫生成硫酸，硫酸根離子結(jié)合鋇離子生成硫酸鋇白色沉淀，有白色沉淀生成，可確定產(chǎn)物中一定有SO2，反應的離子方程式是SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+；若去掉C，生成的SO3也有白色沉淀生成，不能否得出同樣結(jié)論；（3）若驗證固體殘留物僅為Fe2O3，而不含F(xiàn)eO，可以取少量A中殘留物于試管中，加入適量稀硫酸，充分振蕩使其完全溶解；將溶液分成兩份，分別滴加高錳酸鉀溶液、KSCN溶液，若高錳酸鉀溶液不褪色，加入KSCN溶液后變紅，固體殘留物僅為Fe2O3；（4）若產(chǎn)物中有氮氣生成，則失電子的元素是Fe、N，得到電子的元素為S， E中收集到xmol N2，氮元素失電子6xmol，固體殘留物Fe2O3的物質(zhì)的量為ymol，亞鐵離子被氧化失電子物質(zhì)的量2ymol，D中沉淀物質(zhì)的量為zmol，即生成二氧化硫物質(zhì)的量為zmol，得到電子為2Zmol，電子守恒得到：6x+2y=2z，則x、y和z應滿足的關(guān)系為3x+y=z；（5）結(jié)合上述實驗現(xiàn)象，硫酸亞鐵銨在500℃時隔絕空氣加熱完全分解的化學方程式為2（NH4）2Fe（SO4）2Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O。