Question

工业上常通过高温分解FeSO₄的方法制备Fe₂O₃，为检验FeSO₄高温分解的产物，并进行有关探究实验，回答下列问题：

实验一：高温分解FeSO₄，利用如图所示的实验装置进行实验。

已知：①SO₂熔点为-72℃，沸点为-10℃ ② SO₃熔点为-16.8℃，沸点为44.8℃

（1）连接装置，检验气密性良好，放入药品，通入一段时间N₂然后加热，通入N₂的目的是_________________________

（2）隔绝空气加热至650℃，看到B中有白色沉淀，D试管中有无色液体，硬质玻璃管中的固体变为_________色，写出该反应的化学方程式___________________。

（3）反应完毕后，停止加热冷却后，取硬质玻璃管中固体，加盐酸，反应的离子方程式是__________________，  将反应后所得溶液滴入D试管中，溶液变为浅绿色，该反应的离子方程式是 _______________

实验二 探究高温分解 FeSO₄生成的气体

（4）用如图所示装置设计实验，验证高温分解FeSO₄生成的气态物质

①按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c-__________________________

②试剂X的名称是 ___________________________

③充分反应后，利用装置III中圆底烧瓶内混合物测定已分解的FeSO₄ 的质量，向圆底烧瓶中逐渐滴入氯化钡溶液，直到沉淀完全；然后过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重。若最终得到沉淀的质量为Wg ，则已分解的FeSO₄的质量 ________________g。

Answer

排除装置中的空气红棕2FeSO4(高温)=Fe2O3+SO2↑+SO3↑Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42-+4H+a-b-f-g-d品红溶液304W/233

【解析】（1）通入N2的目的是排除装置中的空气；
（2）B中有白色沉淀，可能为硫酸钡或者亚硫酸钡，有两种无色气体生成，则应为为二氧化硫和三氧化硫，硫元素化合价降低，则铁元素化合价升高为三氧化二铁，其固体为红棕色；发生反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑；
（3）Fe2O3与盐酸反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；将反应后所得溶液滴入D试管中，溶液铁离子被还原为变为浅绿色的亚铁离子，二氧化硫被氧化为硫酸根离子，该反应的离子方程式是2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；

（4）①A装置为FeSO4在高温下分解生成Fe2O3、SO3和SO2的装置，三氧化硫易和水反应生成硫酸，三氧化硫熔点高，故先用冰水混合物使三氧化硫液化，即c和a相连，检验二氧化硫用品红溶液，故D中装有品红溶液，即b和f相连，二氧化硫有毒，会污染空气，故用氢氧化钠溶液吸收，即g和d相连；

②SO2气体具有漂白性，可使品红溶液褪色，故D装置中装有品红溶液，检验二氧化硫的生成；
③第一步：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，直至沉淀完全；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重．第三步：继续烘干、冷却并称量直至连续两次称量的质量差不超过0.1g为止．若最终得到沉淀的质量为W g，沉淀为硫酸钡，依据硫元素守恒结合化学方程式定量关系可知，
2FeSO4～SO3～BaSO4
2      1
n（FeSO4）   
已分解的硫酸亚铁质量为×2×152g/mol=g；