1．【2017新课标3卷】（14分）
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
e．称量A
c．关闭K1和K2
f．冷却到室温
d．打开K1和K2，缓缓通入N2
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）。若实验时按a、d次序操作，则使x__________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（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）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为______。 a．品红
b．NaOH
c．BaCl2
d．Ba(NO3)2
e．浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
【答案】（1）样品中没有Fe
3+
Fe易被氧气氧化为Fe
2+3+
（2）①干燥管 ② dabfce ③（3）①c、a
76(m2?m3)
9(m3?m1)偏小
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4
③样品的质量是（m2－m1）g，加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为（m3－m1）g，生成水的质量为 （m2－m3）g， FeSO4·xH2O
△ FeSO4 + xH2O
152 18x （m3－m1）g （m2－m3）g 则：
76(m2?m3)15218x，解得：x?； ?(m3?m1)g(m2?m3)g9(m3?m1)若实验时按a、d次序操作，在加热过程中部分硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m3增加，使测得生成的水偏小，生成的硫酸亚铁偏大，因此x偏小。
（3）①最终得到红色粉末，说明有氧化铁生成，即分解过程发生了氧化还原反应，根据化合价变化可知一定有SO2生成，这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡，由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以应该用氯化钡，检验SO2用品红溶液，所以C、D的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液，实验现象是C中溶液变浑浊，产生白色沉淀，D中品红溶液褪色。
②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO2和SO3，根据电子守恒和原子守恒得此反应的方程式为2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
【名师点睛】以绿矾为载体考查无机物的性质实验方案的探究，通常解答综合性实验设计与评价题的
基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。
2．【2017北京卷】（16分）某小组在验证反应“Fe+2Ag=Fe+2Ag”的实验中检测到Fe，发现和探
究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。 （1）检验产物
①取出少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。 ②取上层清液，滴加K3溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。 （2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe，乙认为铁粉过量时不可能有Fe，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号 ⅰ ⅱ 取样时间/min 3 30 现象 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深 ⅲ 120 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅 （资料：Ag与SCN生成白色沉淀AgSCN） ② 对Fe产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe；
假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe； 假设c：酸性溶液中NO3具有氧化性，可产生Fe；
-3+
3+
3+
3++
-3+
3+
-1
+
2+
3+
专题21 化学实验设计与探究-三年高考(2015-2017)化学试题分项版解析 Word版含解析
