Question

某校学习小组的同学拟用工业废铁屑(主要成分为Fe,还含有少量FeS、Fe₃P等)制备FeSO₄·7H₂O,并探究FeSO₄·7H₂O高温分解的产物。

I.制备实验步骤如下:

①称取一定量的废铁屑，用热的碳酸钠溶液浸泡，再用蒸馏水洗涤。

②将处理后的废铁屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/L的硫酸,连接好装置(如图)后水浴加热至反应完全。

③依据现象停止加热，趁热过滤，向滤液中补加少量硫酸。

④将滤液冷却、结晶、过滤、洗涤。

回答下列问题

(1)步骤①称量5.6g废铁屑时,若砝码与物品的位置放反了，则称得的废铁屑的质量会____ (填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)步骤②中需控制硫酸的用量,使铁粉过量,其目的是_____________。

(3)装置C的作用是_____________。

(4)步骤④中洗涤时所用的洗涤剂最好是_____________。

A.稀硝酸    B.无水乙醇    C.苯

(5)测定产品的纯度:

称取mg产品，放入锥形瓶中,用经煮沸过且冷却的蒸馏水和稀硫酸溶解,然后cmol/L的KMnO₄标准溶液滴定,消耗VmLKMnO₄标准溶液。

滴定过程中发生反应的离子方程式为________;产品的纯度为_________(列出计算表达式即可)。

Ⅱ.探究FeSO₄·7H₂O高温分解的产物的实验装置及步骤如下，请完成相关填空:

操作步骤	实验现象	解释原因
组装好仪器,先充入氮气，再加热管式炉至700℃一段时间	试管E中的白色固体变蓝	分解得到的产物中含水蒸气
气体产物经过试管B时	品红溶液褪色	(6)_____________
气体产物经过试管C时	试管C中出现白色沉淀	(7)C中反应的化学方程式为_____________
将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液	(8)_____________	(9)_____________

Answer

减小 保证溶液中不含Fe3+ 除去H2S,PH3等物质 B MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 100% 分解得到的产物中含SO2 BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl(或BeCl2+SO3+H2O=BaSO4↓+2HClO 溶液变红 产物中含有SO2，S元素的化合价降低,则Fe元素白化合价会升高,溶于足量稀硫酸后,溶液含有Fe3+

【解析】(1)步骤①称量5.6g废铁屑时,若砝码与物品的位置放反了，正确时砝码的质量加上游码的质量等于物品的质量，放反后物品的质量加上游码的质量等于砝码的质量，故物品的质量为4.4g，则称得的废铁屑的质量会减小；(2)步骤②中需控制硫酸的用量,使铁粉过量, 保证溶液中不含Fe3+；(3) 铁屑中还含有少量FeS、Fe3P等，与稀硫酸反应产生H2S,PH3等污染性气体，故装置C的作用是除去H2S,PH3等物质；(4) A.稀硝酸能氧化亚铁离子，选项A不选；B.无水乙醇能同时带走FeSO4·7H2O表面的水，选项B选；C.苯与水不互溶，不适合作为洗涤剂，选项C不选；步骤④中洗涤时所用的洗涤剂最好无水乙醇，答案选B；(5)滴定过程中KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;根据反应，产品的纯度为；Ⅱ. (6)气体产物经过试管B时，分解得到的产物中含SO2，品红溶液褪色；(7) 气体产物经过试管C时，与氯化钡反应出现白色沉淀，C中反应的化学方程式为BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl(或BeCl2+SO3+H2O=BaSO4↓+2HClO；(8)将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液，溶液变红，因为产物中含有SO2，S元素的化合价降低,则Fe元素白化合价会升高,溶于足量稀硫酸后,溶液含有Fe3+。