Question

7．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)確定鐵的含氧化合物X的化學(xué)式，同時(shí)制取FeSO₄•7H₂O．
Ⅰ．確定X的化學(xué)式
①稱取樣品22.8g，加足量稀硫酸使其完全溶解，配成250mL溶液A．
②取20.00mL溶液A于錐形瓶中，滴加KSCN試液，溶液變紅；繼續(xù)滴加雙氧水至過量，溶液紅色褪去，同時(shí)有氣泡產(chǎn)生．
③待氣泡消失后，用1.000 mol•L^-1 KI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的Fe³⁺，消耗KI標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00mL．
Ⅱ．制取FeSO₄•7H₂O．
④取剩余溶液A，加入足量鐵粉并加熱，充分反應(yīng)、趁熱過濾得濾液B．
⑤加熱濃縮濾液B，冷卻結(jié)晶、操作a、洗滌、操作b，獲得FeSO₄•7H₂O晶體．
回答相關(guān)問題：
（1）步驟①中“配成250mL溶液A”必需的玻璃儀器為：玻璃棒、燒杯、量筒、膠頭滴管以及250mL容量瓶．
（2）由實(shí)驗(yàn)I計(jì)算出該氧化物的化學(xué)式是Fe₄O₅；
（3）步驟④中趁熱過濾的目的是減少過濾時(shí)硫酸亞鐵析出而損失．
（4）步驟⑤中操作a、b的名稱分別是過濾、干燥；
（5）步驟②中產(chǎn)生的氣泡有多種可能，請完成下列猜想．
猜想一：氣泡可能是SCN^-，的反應(yīng)產(chǎn)物N₂、CO₂、SO₂或N₂、CO₂；
猜想二：氣泡還可能有O₂，理由是2H₂O₂═2H₂O+O₂↑（用化學(xué)方程式表示）．
（6）選用下列部分裝置，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想一成立．必需的裝置連接順序（按產(chǎn)物
氣流從左至右的方向）是：a→e（選填一個(gè)裝置編號），若觀察到e中變渾濁，即可證明猜想一成立，該設(shè)計(jì)存在的缺陷是但不能證明是CO₂還是SO₂還是CO₂、SO₂的混合氣體．

Answer 1

分析 （1）配成250mL溶液A溶液步驟為：計(jì)算、稱量、溶解、冷卻、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻等，根據(jù)配制步驟選擇使用的儀器；
（2）根據(jù)用1.000 mol•L^-1 KI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的Fe³⁺，消耗KI標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00mL，計(jì)算出鐵的物質(zhì)的量，在轉(zhuǎn)化成250mL溶液中鐵的物質(zhì)的量，結(jié)合樣品22.8g計(jì)算氧的物質(zhì)的量，根據(jù)鐵與氧的原子個(gè)數(shù)之比確定化學(xué)式；
（3）取剩余溶液A，加入足量鐵粉并加熱將三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，充分反應(yīng)趁熱過濾減少過濾時(shí)硫酸亞鐵析出而損失；
（4）加熱濃縮濾液B，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，獲得FeSO₄•7H₂O晶體；
（5）根據(jù)雙氧水易分解生成氧氣分析；
（6）根據(jù)CO₂、SO₂能使澄清石灰水變渾濁判斷．

解答 解：（1）配成250mL溶液A過程中使用的儀器有：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶、膠頭滴管，所以必須使用的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管，故答案為：250mL容量瓶；
（2）取20.00mL溶液A，于錐形瓶中，滴加KSCN試液，溶液變紅；繼續(xù)滴加雙氧水至過量，溶液紅色褪去，同時(shí)有氣泡產(chǎn)生，待氣泡消失后，用1.000 mol•L^-1 KI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的Fe³⁺，消耗KI標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00mL，由反應(yīng)2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，則20.00mL溶液A中鐵的物質(zhì)的量為：1.000 mol•L^-1×0.024mL=0.024mol，所以
250mL溶液中鐵的物質(zhì)的量為=$\frac{0.024mol}{20}$×250=0.3mol，又樣品22.8g，所以氧的物質(zhì)的量為$\frac{22.8-0.3×56}{16}$=0.375mol，則n（Fe）：n（O）=0.3：0.375=4：5，該氧化物的化學(xué)式是Fe₄O₅，故答案為：Fe₄O₅；
（3）取剩余溶液A，加入足量鐵粉并加熱將三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，充分反應(yīng)趁熱過濾減少過濾時(shí)硫酸亞鐵析出而損失；
故答案為：減少過濾時(shí)硫酸亞鐵析出而損失；
（4）加熱濃縮濾液B，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，獲得FeSO₄•7H₂O晶體，故答案為：過濾、干燥；
（5）因?yàn)殡p氧水易分解生成氧氣，所以氣泡還可能有O₂，反應(yīng)方程式為：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，故答案為：O₂；2H₂O₂═2H₂O+O₂↑；
（6）因?yàn)镃O₂、SO₂都能使澄清石灰水變渾濁，所以a→e，觀察到e中變渾濁，但不能證明是CO₂還是SO₂還是CO₂、SO₂的混合氣體，故答案為：e，e中變渾濁，不能證明是CO₂還是SO₂還是CO₂、SO₂的混合氣體．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)式的測定以及物質(zhì)的制備，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)的步驟及其目的為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．