绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:______________、_______________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序___________________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却到室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________(列式表示)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为______(填标号)。
a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4
②C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为_________________________。
样品中没有Fe3+Fe2+易被氧气氧化为Fe3+①干燥管② dabfce③①c、a②生成白色沉淀、褪色
【解析】
(1)溶液中先滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明绿矾样品中无Fe3+,硫酸亚铁与KSCN不反应;再向试管中通入空气,溶液逐渐变红,则溶液中有Fe3+生成,说明硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁,Fe3+与KSCN反应,使溶液变红。
(2)①仪器B中装有固体干燥剂,所以B的名称为干燥管。
②装置应先通入N2,排净装置中的空气,再点燃酒精灯,开始反应,反应结束后先熄灭酒精灯,使装置冷却到室温后,再关闭K1和K2,进行称量。所以操作步骤顺序为dabfce。
③结晶水的数目为x,则存在 ,故解得
;
(3)①C中溶液为BaCl2,目的是吸收生成的SO3,D中溶液为品红溶液,检验SO2;②C、D中均有气泡冒出,则C中溶液为BaCl2,吸收生成的SO3,有白色沉淀生成,而SO2气体不反应,D中溶液为品红溶液,遇到SO2气体会褪色。
二氧化硫的物理性质和化学性质:
1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
(2)还原性
(3)弱氧化性
(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液
恢复原色。
SO2与一些物质反应的实验现象:
SO2与强碱反应后固体成分的确定:
SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:
分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。
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下图中每个方框表示有关的一种反应物或生成物,方框中字母是物质代号,已知B、D、E、F、X均为单质,试填空。
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⑴写出A、B的化学:A___________,B____________。
⑵写出I和J反应的化学方程式__________________________________________。
写出E和水反应的离子方程式_________________________________________。
⑶写出C溶液和D反应的离子方程式_____________________________________。