Question

在蒸馏釜中隔绝空气煅烧绿矾（FeSO₄·7H₂O）,将蒸气冷却可制得一种无色粘稠的液体“绿矾油”，蒸馏釜中剩余的固体为红棕色。完成下列各题:

（1）绿矾油中溶质的化学式为________________________。

（2）用下图装置模拟蒸馏釜中反应并检验产物，煅烧绿矾一段时间后，发现D中U型管出现无色粘稠的液体，b中品红溶液褪色。

上述装置正确的连接顺序A→_________________________（用大写字母表示)

②写出煅烧绿矾的化学方程式________________________________________。

③实验过程中不宜加入过多绿矾，主要原因是__________________________________

（3）利用上述实验产物可比较某些离子的还原性。用足量稀硫酸将A中剩余的固体溶解，分別取2mL此溶液于2支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，高锰酸钾溶液紫色不褪去。说明固体产物中不含有____________。

②第二支试管中加入少量C中溶液，振荡，无沉淀生成．

③继续向第二支试管中加入少量____________溶液，产生蓝色沉淀。

以上实验现象可证明离子的还原性____________>____________。（填离子符号）

（4）绿矾在空气中部分被氧化为硫酸铁，现取3.66g绿矾样品溶于稀盐酸，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀4.66g，向溶液中通入56mL（标准状况）氯气恰好将Fe²⁺完全氧化，推测晶体中n(Fe²⁺)∶n(Fe³⁺)∶n(H₂O)=。

Answer

H2SO4 D→E—→B→C 2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑ 产生SO3和浓硫酸会导致导管或D 置中U型管堵塞 二价铁 铁氰化钾或 K3[Fe(CN)6] SO32- Fe2+ 1∶2∶10

【解析】（1）绿矾油是无色粘稠的液体，所以其中溶质的化学式为H2SO4。（2）SO2能使品红溶液褪色，所以首先要通过D装置。SO2易溶于水，需要有防倒吸装置，则上述装置正确的连接顺序为A→ D→E→B→C；②根据以上分析可知绿矾的分解产物是SO2、三氧化硫、水和氧化铁，反应的化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑。③过多绿矾产生较多的SO3和浓硫酸会导致导管或D 置中U型管堵塞；（3）①高锰酸钾溶液紫色不褪去，说明固体产物中不含有二价铁。②第二支试管中加入少量C中溶液，振荡，无沉淀生成，说明铁离子被亚硫酸根含有为亚铁离子；③溶液中含有亚铁离子，所以继续向第二支试管中加入少量铁氰化钾或 K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。以上实验现象可证明离子的还原性SO32-＞Fe2+。（4）4.66g沉淀是硫酸钡，物质的量是0.02mol。向溶液中通入56mL（标准状况）氯气恰好将Fe2+完全氧化，氯气是0.0025mol，因此根据电子得失守恒可知亚铁离子是0.005mol。根据原子守恒可知硫酸亚铁和硫酸铁均是0.005mol，所以水的物质的量是，因此晶体中n(Fe2+)∶n(Fe3+)∶n(H2O)＝1∶2∶10。