Question

綠礬（FeSO₄?7H₂O）是治療缺鐵性貧血的特效藥．某學(xué)校的化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)綠礬進(jìn)行了如下的探究：
（一）FeSO₄?7H₂O的制備．該化學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)由廢鐵屑（含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)）制備FeSO₄?7H₂O晶體：
①將5%Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中，加熱數(shù)分鐘，過(guò)濾除去Na₂CO₃溶液，然后將廢鐵屑用水洗滌2～3遍．
②向洗滌過(guò)的廢鐵屑中加入過(guò)量的稀硫酸，控制溫度在50～80℃之間至鐵屑耗盡；
③趁熱過(guò)濾，將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中，靜置、冷卻結(jié)晶；
④待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2～3次，再用濾紙將晶體吸干；
⑤將制得的FeSO₄?7H₂O晶體放在一個(gè)小廣口瓶中，密閉保存．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟②明顯不合理，理由是

 

．
（3）為了洗滌除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)步驟④中用少量冰水洗滌晶體，原因是

 

．
（二）探究綠礬（FeSO₄?7H₂O）熱分解的產(chǎn)物
已知SO₃的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃，在加熱條件下SO₃具有比較強(qiáng)的氧化性．該小組設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
①儀器連接后，檢查裝置的氣密性；
②取一定量綠礬固體置于A中，通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，關(guān)閉k，用酒精燈加熱硬質(zhì)玻璃管；
③觀察到A 中固體逐漸變紅棕色，B中試管收集到無(wú)色液體，C中溶液褪色；
④待A中反應(yīng)完全并冷卻至室溫后，取少量反應(yīng)后固體于試管中，加入硫酸溶解，取少量滴入幾滴KSCN溶液，溶液變紅色；
⑤往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
結(jié)論1：B中收集到的液體是

 

；
結(jié)論2：C中溶液褪色，可推知產(chǎn)物中有

 

；
結(jié)論3：綜合分析上述實(shí)驗(yàn)③和④可推知固體產(chǎn)物一定有Fe₂O₃．
【實(shí)驗(yàn)反思】
（5）請(qǐng)指出該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)明顯不足：

 

．
（6）分解后的固體中可能含有少量FeO，取上述實(shí)驗(yàn)④中硫酸溶解后的溶液少許于試管中，若只選用一種試劑鑒別，該試劑最合適的是

 

（填選項(xiàng)字母）．
a．氯水和KSCN溶液     b．酸性KMnO₄溶液      c．H₂O₂     d．NaOH溶液
（7）該興趣小組的某同學(xué)認(rèn)為，綠礬受熱分解的產(chǎn)物中一定沒(méi)有FeO，他的理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硫酸亞鐵的制備

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）碳酸鈉的水溶液顯堿性，可以除去鐵屑表面的油污；
（2）廢鐵屑中含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)；
（3）降低溶解度，減少損失；
（4）硫酸鋇是白色沉淀，二氧化硫能使品紅褪色；
（5）二氧化硫會(huì)對(duì)大氣造成污染；
（6）2價(jià)鐵離子能使酸性KMnO₄溶液褪色；
（7）從FeO的還原性和SO₃的氧化性角度來(lái)著手分析．

解答： 解：（1）碳酸鈉的水溶液顯堿性，可以除去鐵屑表面的油污，故答案為：除油污；
（2）廢鐵屑中含少量氧化銅、氧化鐵等雜質(zhì)，與硫酸反應(yīng)后，溶液中會(huì)混有鐵離子和銅離子，故鐵屑應(yīng)過(guò)量，故答案為：應(yīng)該鐵屑過(guò)量，否則溶液中可能有鐵離子和銅離子存在；
（3）綠礬易溶于水，降溫可以降低其溶解度，減少損失，故答案為：用冰水洗滌可降低洗滌過(guò)程中FeSO₄?7H₂O的損耗；
（4）往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁，說(shuō)明B中收集到的液體是硫酸溶液；品紅溶液褪色，說(shuō)明有SO₂生成，故答案為：H₂SO₄溶液；SO₂；
（5）二氧化硫會(huì)對(duì)大氣造成污染；故應(yīng)有尾氣吸收裝置，故答案為：在C裝置后增加一套尾氣處理裝置；
（6）2價(jià)鐵離子具有還原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色，故答案為：b．
（7）若綠礬受熱分解的產(chǎn)物中有FeO，則鐵元素的化合價(jià)不變，故硫元素的化合價(jià)也不能變，故還應(yīng)生成SO₃，而FeO有強(qiáng)還原性，SO₃有強(qiáng)氧化性，兩者不能共存，
故綠礬受熱分解的產(chǎn)物中一定沒(méi)有FeO．答案為：FeO有強(qiáng)還原性，SO₃有氧化性，兩者受熱時(shí)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，能較好的考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，解答時(shí)要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識(shí)細(xì)心分析解答．