（一）FeSO₄•7H₂O的制备

该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质）制备FeSO₄•7H₂O晶体：

①将5% Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na₂CO₃溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍．

②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；

③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；

④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；

⑤将制得的FeSO₄•7H₂O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存．

请回答下列问题：

（一）FeSO₄•7H₂O的制备．该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质）制备FeSO₄•7H₂O晶体：

①将5%Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，过滤除去Na₂CO₃溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍．

②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；

③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；

④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；

⑤将制得的FeSO₄•7H₂O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存．

请回答下列问题：

（1）实验步骤①的目的是 ．

（2）实验步骤②明显不合理，理由是 ．

（3）为了洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质，实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，原因是 ．

（二）探究绿矾（FeSO₄•7H₂O）热分解的产物

已知SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，在加热条件下SO₃具有比较强的氧化性．该小组设计如图的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

【实验过程】

①仪器连接后，检查装置的气密性；

②取一定量绿矾固体置于A中，通入N₂以驱尽装置内的空气，关闭k，用酒精灯加热硬质玻璃管；

③观察到A 中固体逐渐变红棕色，B中试管收集到无色液体，C中溶液褪色；

④待A中反应完全并冷却至室温后，取少量反应后固体于试管中，加入硫酸溶解，取少量滴入几滴KSCN溶液，溶液变红色；

⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl₂溶液，溶液变浑浊．

（4）实验结果分析

结论1：B中收集到的液体是 ；

结论2：C中溶液褪色，可推知产物中有 ；

结论3：综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe₂O₃ ．

【实验反思】

（5）请指出该小组设计的实验明显不足： ．

（6）分解后的固体中可能含有少量FeO，取上述实验④中硫酸溶解后的溶液少许于试管中，若只选用一种试剂鉴别，该试剂最合适的是 （填选项字母）．

a．氯水和KSCN溶液     b．酸性KMnO₄溶液      c．H₂O₂     d．NaOH溶液

（7）该兴趣小组的某同学认为，绿矾受热分解的产物中一定没有FeO，他的理由是 ．

（1）SO₂和O₂反应制取SO₃的反应原理为：2SO₂+O₂2SO₃ ， 在一密闭容器中一定时间内达到平衡．

①该反应的平衡常数表达式为： 　．

②该反应达到平衡状态的标志是 ．

A．v（SO₂）=v（SO₃）          B．混合物的平均相对分子质量不变

C．混合气体质量不变            D．各组分的体积分数不变

（2）某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如图，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．

①B电极的电极反应式为 ；

②溶液中H⁺的移动方向由 极到 极；

电池总反应式为 ．

（3）利用烧渣制绿矾的过程如下：

测定绿矾产品中含量的实验步骤：

a．称取5.7g产品，溶解，配成250mL溶液

b．量取25mL待测液于锥形瓶中

c．用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积40mL

根据上述步骤回答下列问题：

①滴定时发生反应的离子方程式为（完成并配平离子反应方程式）．

 Fe²⁺+ 　MnO_4^-+ 　--　 Fe³⁺+ Mn²⁺+ 　

②用硫酸酸化的KMnO₄滴定终点的标志是 ．

③计算上述产品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为 ．

完成下面的实验报告：

【实验原理】

【实验用品】

10%Na₂CO₃溶液、Fe屑、3mol/LH₂SO₄、（NH₄）₂SO₄固体、蒸馏水、无水乙醇．锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸．

【实验步骤】

（1）Fe屑的处理和称量

称取3g铁屑，放入锥形瓶，用10%Na₂CO₃溶液，除去Fe屑表面的油污，将剩余的碱液倒掉，用蒸馏水把Fe冲洗干净，干燥后称其质量m₁g．

（2）FeSO₄的制备

将称量好的Fe屑放人锥形瓶中，加入15mL 3mol/LH₂SO₄ ， 加热10min后（有氢气生成，用明火加热注意安全）．　      a      　 ， 并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸，将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中．将滤纸上的固体干燥后称得质量为m₂g．

①a处的操作是 ；

②制取FeSO₄时，加入的Fe为什么要过量？（用离子方程式表示） 　

（3）（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O的制备

根据FeSO₄的物质的量，计算并称取（NH₄）₂SO₄固体，并将其加入上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止． ，得到硫酸亚铁铵的晶体．过滤后用无水乙醇洗涤晶体，除去其表面的水分，称量得到的晶体质量为m₃g．

①b处的操作是 ；②制备莫尔盐晶体时，为什么不能将溶液蒸发至干？

（4）产品检验

微量Fe³⁺的分析．称0.5g产品置于25mL比色管中，加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液，继续加水至25mL刻度，摇匀，与教师所给标准对比，评价产品质量．写出该过程所发生反应的离子方程式： 

【实验记录】

（1）若用98% 1.84g/cm³的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液，则浓硫酸与水的体积比约为1： ．

（2）为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe²⁺的氧化率，某同学设计如下实验：取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中，然后加入5.00g铁粉充分反应，收集到224mL（标准状况）气体，剩余固体质量为3.88g，测得反应后的溶液中Fe²⁺的物质的量为0.14mol（不含Fe³⁺）．则该样品中Fe²⁺离子的氧化率为 ．

（3）硫酸亚铁铵[（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]（俗称莫尔盐），较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe²⁺的标准溶液．现取0.4g Cu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用40mL 0.150mol/L KMnO₄溶液处理，发生反应如下：

8MnO₄^﹣+5Cu₂S+44H⁺=10Cu²⁺+5SO₂+8Mn²⁺+22H₂O，6MnO₄^﹣+5CuS+28H⁺=5Cu²⁺+5SO₂+6Mn²⁺+14H₂O，反应后煮沸溶液，赶尽SO₂ ， 剩余的KMnO₄恰好与V mL 0.2mol/L （NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反应．已知：MnO₄^﹣+Fe²⁺+H⁺﹣﹣Mn²⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）①V的取值范围为 　；②若V=35，试计算混合物中CuS的质量分数 ．

（1）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式： ．

（2）采用水浴加热的原因是 ．

（3）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示） ．

（4）溶液趁热过滤的原因是 ．

（5）塞紧试管口的目的是 ．

（6）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是 ．

已知：在H₂S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5．

（1）操作Ⅱ中用pH试纸测定溶液pH的操作是： ．

（2）操作Ⅱ中用硫酸酸化至pH=2的目的是 ．

（3）操作Ⅲ中需要的玻璃仪器是烧杯、 ．

（4）通入硫化氢至饱和的目的是：①除去操作I所得溶液中含有的Sn²⁺等杂质离子；② ．

（5）操作Ⅳ的顺序依次为： 、冷却结晶、 ．

（6）操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；② ．

（1）某同学以市售铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质）为原料制备纯净绿矾晶体．实验步骤设计为：

①取一定量的铁屑于烧杯，加入过量稀硫酸溶解．若该操作需用90mL  1mol/L的硫酸溶液，则配制时用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有两种仪器分别是 ．

②再向上述溶液中加入过量的铁粉，让其充分反应，然后过滤，再从滤液中通过操作a得到晶体，再用少量冰水洗涤获得纯净的绿矾晶体．操作a的操作顺序依次为： 、冷却结晶、 ．得到的绿矾晶体再用少量冰水洗涤的目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质； ．

（2）制得的绿矾晶体由于保存不妥，容易被氧化．某同学想了解其是否被氧化．请你设计实验证明绿矾晶体部分被氧化． （要求写出实验的步骤、现象、结论）．

（3）图1是某同学利用手持技术，获得8.34g FeSO₄•7H₂O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示．

①试确定78℃时固体物质M的化学式： ．

②取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种红棕色的物质Q，同时有两种无色气体生成且两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16，写出该反应的化学方程式 ．

③该同学用图2所示装置设计实验，验证②中生成的气态物质．

I．按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c→ 

II．试剂X的名称是 ．