2020年高考化学一轮必刷好题专题24：硫酸及其盐的综合实验含答案

2020年高考化学一轮必刷好题专题24：硫酸及其盐的综合实验
1.（2019全国Ⅰ卷）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。

为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。

（2）步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持80~95 ℃，采用的合适加热方式是
_________________。

铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为
_________________（填标号）。

（3）步骤③中选用足量的H2O2，理由是_________________。

分批加入H2O2，同时为了_________________，溶液要保持pH小于0.5。

（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。

硫酸铁铵晶体的化学式为______________。

【答案】(1). 碱煮水洗(2). 加快反应速率(3). 水浴加热(4). C (5). 将Fe2+全部氧化为Fe3+，不引入新的杂质(6). 因为H2O2本身易分解，所以在加入时需分量加入，同时为了防止Fe3+水解(7). 加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）(8). NH4Fe(SO4)2∙12H2O
【解析】（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，油污在碱性条件下容易水解，所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗，即碱煮水洗；
（2）步骤②需要加热目的是为了加快反应速率；温度保持80~95 ℃，由于保持温度比较恒定且低于水的沸点，故采用的合适加热方式是水浴加热（热水浴）；铁屑中含有少量硫化物，硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体，可以用氢氧化钠溶液吸收，为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗，故选择C装置；
（3）步骤③中选用足量的H2O2，H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，且H2O2的还原产物为H2O，不会引入新的杂质，故理由是：将Fe2+全部氧化为Fe3+，不引入新的杂质。

因为H2O2本身易分解，所以在加入时需分量加入，
同时为了防止Fe3+水解，溶液要保持pH小于0.5；
（4）为了出去可溶性的硫酸铵、铁离子等，需要经过的步骤为：加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）
（5）设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2∙xH2O，其相对分子质量为266+18x，1.5个水分子的相对分子质量为1.5×18=27，则27/(266+18x)=5.6%，解得x=12，则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2∙12H2O。

2.（2019江苏）聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。

以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。

（1）将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。

H2O2氧化Fe2+的离子方程式为________；水解聚合反应会导致溶液的pH________。

（2）测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液（Sn2+将Fe3+还原为Fe2+），充分反应后，除去过量的Sn2+。

用5.000×10−2 mol·L−1 K2Cr2O7溶液滴定至终点（滴定过程中2
27
Cr O 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+），消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。

①上述实验中若不除去过量的Sn2+，样品中铁的质量分数的测定结果将________（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

②计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）_____。

【答案】(1). 2Fe2++ H2O2+2H+2Fe3++2H2O (2). 减小(3). 偏大(4). 12.32%（过程见解析）【解析】（1）Fe2+具有还原性，在溶液中被氧化成Fe3+，H2O2具有氧化性，其还原产物为H2O，根据得失电子守恒可写出反应2Fe2++H2O2→2Fe3++2H2O，根据溶液呈酸性、结合原子守恒和电荷守恒，H2O2氧化Fe2+的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；H2O2氧化后的溶液为Fe2（SO4）3溶液，Fe2（SO4）3发生水解反应Fe2（SO4）3+（6-2n）H2O Fe2（OH）6-2n（SO4）n+（3-n）H2SO4，Fe2（OH）6-2n（SO4）n聚合得到聚合硫酸铁，根据水解方程式知水解聚合反应会导致溶液的酸性增强，pH减小。

答案：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 减小
（2）①根据题意，Sn2+能将Fe3+还原为Fe2+，发生的反应为Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+，根据还原性：还原剂>还原产物，则还原性Sn2+>Fe2+，实验中若不除去过量的Sn2+，则加入的K2Cr2O7先氧化过量的Sn2+再氧化Fe2+，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积偏大，则样品中铁的质量分数的测定结果将偏大。

答案：偏大
②实验过程中消耗的n（Cr2O72-）=5.000×10-2mol/L×22.00mL×10-3L/mL=1.100×10-3mol
由滴定时Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+，根据电子得失守恒，可得微粒的关系式：Cr2O72-~6Fe2+（或
Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O）
则n（Fe2+）=6n（Cr2O72-）=6×1.100×10-3mol=6.6×10-3mol
（根据Fe守恒）样品中铁元素的质量：m（Fe）=6.6×10-3mol×56g/mol=0.3696g
样品中铁元素的质量分数：ω（Fe）=0.3696g
3.000g
×100%=12.32%。

锁定考点
基础练习
1．科学探究的基本程序包括形成问题、建立假设、设计研究方案、检验假设、表达或交流结果等．某同学欲用如图装置可用来探究浓硫酸与木炭粉的加热条件下反应产生的所有气体产物，请填写下列空白：
（1）写出木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式____________
（2）②中品红溶液A的作用是______ ．酸性高锰酸钾的作用是______品红溶液B的作用是______。

（3）如果将装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序改为②、①、③：则可以检出的物质是_____，不能检出的物质是_____ 。

（4）如果将仪器的连接顺序变为①、③、②，则不能检出的物质是______。

（5）如果将仪器的连接顺序变为②、③、①，则不能检出的物质是______。

【答案】C+2H2SO4（浓）2SO2↑+CO2↑+2H2O 检验有无SO2生成除去生成的SO2气体检验SO2是否除尽CO2、SO2H2O CO2、SO2H2O
【解析】碳与浓硫酸加热的条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，通过无水硫酸铜吸收生成的水，A装置中检验SO2的生成，通过高锰酸钾除去SO2，B装置中检验SO2是否被吸收完全，再经过澄清石灰水检验二氧化碳。

(1) 碳与浓硫酸加热的条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应方程式为：C+2H2SO4（浓）
2SO2↑+CO2↑+2H2O，
故答案为：C+2H2SO4（浓）2SO2↑+CO2↑+2H2O；
(2) 品红溶液A的作用是检验有无SO2生成，酸性高锰酸钾的作用除去生成的SO2，品红溶液B的作用是检验SO2是否除净，
故答案为：检验有无SO2生成；除去生成的SO2气体；检验SO2是否除尽；
(3) 如果将装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序改为②、①、③，②可以检验并除去二氧化硫，①可以检验水的存在，但是不一定是混合气体中的水，③可以检验二氧化碳的存在，
故答案为：CO2、SO2；H2O；
(4) 如果将仪器的连接顺序变为①、③、②，通过①可以确定水的存在，SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，不能验证SO2和CO2，
故答案为：CO2、SO2；
(5) 如果将仪器的连接顺序变为②、③、①，则②可以检出的物质是二氧化硫，并可以将二氧化硫除净，③检验出的是二氧化碳，但是①检验时一定会有水，由于通过品红溶液和澄清石灰水后会接触水，所以无法检验反应是否有水生成，
故答案为：H2O。

2．为进行某些实验的探究，某兴趣小组设计了如下装置。

（1）为探究浓硫酸与木炭反应的全部产物，分液漏斗中盛浓硫酸，圆底烧瓶中放木炭。

①装置B中试剂的名称是________。

②装置C、D、E中所盛放的试剂分别是品红、酸性KMnO4溶液和澄清的石灰水。

C装置的作用是________，确认产物中含有CO2的实验现象是________。

（2）为了制取无水氯化铜，上述装置中的分液漏斗中盛浓盐酸，圆底烧瓶中放MnO2，B中放铜粉并在玻璃管下添加酒精灯，且将B装置平移至D与E之间。

①此时C、D中依次加入的试剂分别是________。

②若E中为NaOH溶液用于尾气吸收，常温下发生反应的离子方程式为________。

③实验结束时，应首先熄灭装置B下面的酒精灯，其目的是________。

【答案】无水硫酸铜检验SO2气体D中溶液不褪色，E中产生白色沉淀饱和食盐水、浓硫酸
Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O 防止倒吸
【解析】（1）①由于检验二氧化硫或二氧化碳均会带出水蒸气，因此首先检验水蒸气，则装置B中试剂为无水硫酸铜，用于检验水；
②二氧化硫能使品红溶液褪色，C用于检验二氧化硫。

由于二氧化硫会干扰二氧化碳的检验，则需要利用D
中高锰酸钾除去二氧化硫，最后用E中澄清石灰水变浑浊检验二氧化碳，因此确认产物中含有CO2的实验现象是D中溶液不褪色，E中产生白色沉淀；
（2）①氯气和铜反应时应该是纯净干燥的氯气，而生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气，则C为饱和食盐水，用于除去氯化氢，D为浓硫酸，起到干燥作用，即C、D中依次加入的试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸；
②氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠，反应的离子方程式为Cl2+2OH-＝Cl-+ClO-+H2O；
③实验结束时，应首先熄灭装置B下面的酒精灯，在熄灭A装置的酒精灯，可起到防止倒吸的作用。

4．（上海市浦东新区2018届高三上学期期末教学质量检测）I.实验室用下图装置制取并研究SO2的性质。

完成下列填空：
（1）圆底烧瓶中反应的化学方程式为_____________________________________。

（2）若A中盛放品红溶液，可以验证的SO2性质是______________。

若要验证SO2的还原性，A中应盛放
_________溶液。

B中应盛放_________溶液。

II.为测定反应后的溶液中残留的硫酸浓度，实验小组进行如下探究。

（3）甲组：取1 mL反应液加水稀释至100 mL，再取10 mL稀释液与足量锌粒用下图装置进行测定。

在读取反应前后量气管中液面读数时应先调节水准管与量气管中液面等高，这样操作的目的是________。

实验测得反应生成的氢气体积为22.4 mL（已换算到标准状况），计算原反应液中残留的硫酸浓度为
______mol/L。

（4）乙组：欲通过加入足量的BaCl2溶液，测定生成的BaSO4沉淀质量来达到实验目的。

该设计思路不可行，理由是_______________________________。

【答案】 Cu ＋2H 2SO 4(浓) ∆→CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 漂白性 溴水（或高锰酸钾溶液） 氢氧化钠 使量气管内压强与大气压一致 10 mol/L 反应液中除了硫酸，还有硫酸铜，也会与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，所以不能通过沉淀的质量计算硫酸的质量
【解析】（1）圆底烧瓶中铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu ＋2H 2SO 4(浓)CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 。

（2）若A 中盛放品红溶液，可以验证的SO 2性质是漂白性。

若要验证SO 2的还原性，A 中应盛放酸性高锰酸钾溶液或溴水。

二氧化硫有毒，需要尾气处理，则B 中应盛放氢氧化钠溶液。

（3）由于气体的体积受温度、压强影响大，因此在读取反应前后量气管中液面读数时应先调节水准管与量气管中液面等高的目的是使量气管内压强与大气压一致。

氢气的物质的量是0.001mol ，根据氢原子守恒可知硫酸的物质的量是0.001mol ，则其浓度是0.001mol÷0.01L ＝0.1mol/L ，所以浓硫酸的浓度是0.1mol/L×100＝10mol/L ；（4）由于反应液中除了硫酸，还有硫酸铜，也会与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，所以不能通过沉淀的质量计算硫酸的质量。

提升练习
4．（甘肃省定西市陇西县第一中学2019届高三下学期适应性训练）硫酸四氨合铜晶体()()3424Cu NH SO H O ⎡⎤⋅⎣⎦常用作杀虫剂，媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分，在工业上用途广泛。

常温下该物质溶于水，不溶于乙醇、乙醚，在空气中不稳定，受热时易发生分解。

某化学兴趣小组以Cu 粉、3mol/L 的硫酸、浓氨水、10% NaOH 溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol/L 稀盐酸、0.500 mol/L 的NaOH 溶液来合成硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。

I ．CuSO 4溶液的制备
①称取4g 铜粉，在A 仪器中灼烧10分钟并不断搅拌，放置冷却。

②在蒸发皿中加入30mL 3mol/L 的硫酸，将A 中固体慢慢放入其中，加热并不断搅拌。

③趁热过滤得蓝色溶液。

(1)A 仪器的名称为____。

(2)某同学在实验中有1.5g 的铜粉剩余，该同学将制得的CuSO 4溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现，冷却析出的晶体中含有白色粉末，试解释其原因_____
II ．晶体的制备
将上述制备的CuSO 4溶液按如图所示进行操作
(3)已知浅蓝色沉淀的成分为()
24
2
Cu OH SO，试写出生成此沉淀的离子反应方程式_________。

(4)析出晶体时采用加入乙醇的方法，而不是浓缩结晶的原因是__。

III．氨含量的测定
精确称取mg晶体，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入VmL10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，并用蒸馏水冲洗导管内壁，用V1mL C1mol/L的盐酸标准溶液完全吸收。

取下接收瓶，用C2mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl(选用甲基橙作指示剂)，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。

(5)A装置中长玻璃管的作用_____，样品中氨的质量分数的表达式_______。

(6)下列实验操作可能使氨含量测定结果偏低的原因是_______。

A．滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
B．读数时，滴定前平视，滴定后俯视
C．滴定过程中选用酚酞作指示剂
D．取下接收瓶前，未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁。

【答案】坩埚反应中硫酸过量，在浓缩过程中，稀硫酸变浓，浓硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O失去结晶水变为CuSO42Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+Cu(NH3)4SO4·H2O晶体容易受热分解平衡气
压，防止堵塞和倒吸
()
-3
12
0.510V-V17
ω
⨯⨯
BD
【解析】（1）灼烧固体，应在坩埚中进行，所以仪器A为坩埚，故答案为：坩埚。

（2）得到的为硫酸铜和硫酸溶液，浓缩时，硫酸变浓，浓硫酸具有吸水性，使CuSO4·5H2O失去结晶水变为CuSO4，可使固体变为白色，故答案为：反应中硫酸过量，在浓缩过程中，稀硫酸变浓，浓硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O失去结晶水变为CuSO4。

（3）浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4，根据原子守恒可知反应的离子方程式为
2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+，故答案为：2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+。

（4）析出晶体时采用加入乙醇的方法，而不是浓缩结晶的原因是Cu(NH3)4SO4·H2O晶体容易受热分解，故答
案为：Cu(NH 3)4SO 4·
H 2O 晶体容易受热分解。

（5）A 装置中长玻璃管可起到平衡气压，防止堵塞和倒吸的作用；与氨气反应的
n(HCl)=10-3V 1L×0.5mol/L-10-3V 2L×0.5mol/L=0.5×10-3(V 1-V 2)mol ，根据氨气和HCl 的关系式可知：n(NH 3)=n(HCl)=
0.5×10-3
(V 1-V 2)mol ，则样品中氨的质量分数为()-3120.510V -V 17ω⨯⨯，故答案为：平衡气压，防止堵塞和倒吸；()-3120.510V -V 17ω
⨯⨯。

（6）如果氨含量测定结果偏高，则V 2偏小，
A.滴定时未用NaOH 标准溶液润洗滴定管，浓度偏低，则V 2偏大，含量偏低，故A 错误；
B.读数时，滴定前平视，滴定后俯视，导致V 2偏小，含量偏高，故B 正确；
C.滴定过程中选用酚酞作指示剂，对实验没有影响，故C 错误；
D.取下接收瓶前，未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁，导致盐酸偏少，需要的氢氧化钠偏少，则V 2偏小，含量偏高，故D 正确。

故答案为：BD 。

5．（重庆市巴蜀中学2018届高三适应性月考九）工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。

某兴趣小组的同学发现： 将一定量的生铁与浓硫酸加热时，观察到固体能完全溶解，并产生大量气体。

为探究反应后的产物，请你协助他们完成相关的实验。

[探究一]
（1）将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢) 放入冷的浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，
铁钉表面无明显变化，其原因是________________________。

（2）另称取铁钉6.0g 放入15.0mL 浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X 并收集到气体Y 。

①甲同学认为X 中除Fe 3+外还可能含有Fe 2+。

若要判断溶液X 中是否含有Fe 2+
，应选用________(填序号)。

a ．KSCN 溶液和氯水 b ．K 3[Fe(CN)6]溶液 c ．浓氨水 d ．酸性KMnO 4 溶液
②乙同学将336mL(标准状况) 气体Y 通入足量溴水中，发现溶液颜色变钱，试用化学方程式解释溴水颜色变浅的原因：__________________________________________________________，然后向反应后的溶液中加入足量BaCl 2溶液，经适当操作得干燥固体2.33g 。

由此推知气体Y 中SO 2的体积分数为_________。

[探究二]
分析上述实验中SO 2体积分数的结果，两同学认为气体Y 中还可能含有H 2和Q 气体。

为此设计如图所示探究实验装置(图中夹持仪器省略)。

（3）装置A中发生反应的离子方程式为_____________________，装置B中试剂的作用是____________。

（4）认为气体Y中还含有气体Q的理由是_____________________________(用化学方程式表示)。

为了进一步确认Q的存在，需在装置中添加装置M 于_________(填序号)，M中所加试剂为_________。

a．A～B之间b．B～C之间c．C～D之间d．E～F之间
（5）利用上述实验装置进一步确认气体Y 中是否含有H2，为达到预期的实验目的，加热前称量装置D的总质量为mg，当通入336mL (标准状况) 气体Y完全反应后，继续通入氮气至装置D冷却到室温，称量装置D 的质量为ng，则原混合气体中H2的体积分数为__________。

(用含相关字母的代数式表示)
【答案】铁钉表面被钝化bd SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO466.7% 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
检验SO2是否除尽C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O b Ca(OH)2或Ba(OH)2
()
25m n
6
-
×100%
【解析】(1)铁钉放入冷硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行，
故答案为：铁钉表面被氧化；
(2)①溶液中已经有三价铁离子，选择a会造成干扰，b能检验二价铁离子的存在，选c生成两种沉淀，受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨，d中亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色，故选bd；
②SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉
淀，则n(混合气体)=
0.336
22.4/
L
L mol
=0.015mol；根据SO2 ～BaSO4，n(SO2)=n(BaSO4)=
2.33
233/
g
g mol
=0.01mol，
所以二氧化硫的体积分数为：
0.01
0.015
mol
mol
×100%=66.7%，故答案为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；66.7%；
(3)A中高锰酸钾能够将二氧化硫氧化，除去二氧化硫，反应的离子方程式为
2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以B可以检验A中是否完全除去二氧化硫，故答案为：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；检验二氧化硫是否除尽；
(4)在加热时，铁钉中不仅铁和浓硫酸反应，碳也和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为C+2H2SO4(浓硫酸)CO2 ↑+2SO2↑+2H2O，所以气体二氧化硫还含有二氧化碳，Q为二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，确认二氧化碳的存在，需要除去二氧化硫，但不能影响二氧化碳，AB装
置除去了二氧化硫并检验二氧化硫完全除去，因此可以在B ～C 之间添加盛有澄清石灰水的检验二氧化碳，故答案为：C+2H 2SO 4(浓硫酸)CO 2 ↑+2SO 2↑+2H 2O ；b ；Ca(OH)2或Ba(OH)2；
(5)336mL (标准状况) 气体的物质的量=0.33622.4/L L mol
=0.015mol ，装置D 中发生氢气还原氧化铜的反应，生成的水被E 和F 吸收，完全反应后氧化铜转化为铜，失去的氧元素的质量为(m-n)g ，物质的量为
16/m n g g mol -（）=16m n -mol ，因此混合气体中含有氢气16
m n -mol ，则原混合气体中H 2的体积分数为160.015m n mol mol
-×100%=()256m n -×100%，故答案为： ()256m n -×100%。

6．（东北三省四市教研联合体2018届高三高考模拟试卷一）I.某兴趣学习小组设计如图装置制取SO 2，研究其性质。

请回答下列问题:
（1）B 、C 、D 分别用于检验SO 2 的性质，写出C 中反应的离子方程式_______。

（2）实验中观察到D 中有浑浊出现，有同学提出此现象不能证明SO 2 具有氧化性，请简述理由________________________。

（3）E 装置的作用为______________。

II.某学习小组进一步探究不同浓度的硫酸氧化性不同，设计并完成如下实验:
称取一定量还原铁粉放入一定体积浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X 并收集到气体Y 。

经检验，气体Y 中含有SO 2、H 2。

（4）溶液X 中含有的金属阳离子是(填化学式)_________，简述如何检验该离子______。

（5）为了测定气体Y 中SO 2 的含量，将2.24 L( 标准状况)气体Y 通入到200.00mL0.2000mol/L 酸性高锰酸钾溶液中，充分反应后，取出20.00mL 溶液转入锥形瓶中进行滴定，消耗0.1000mol/L 的KHC 2O 4标准液10.00mL (高锰酸钾被还原均生成Mn 2+ )。

①已知室温下，0.1000mol/L KHC 2O 4 的溶液中，c(C 2O 42-) > c(H 2C 2O 4)。

滴定操作过程中标准液应用_______(填
仪器名称)盛装；滴定终点的现象为____________。

②计算气体Y 中SO2 的物质的量分数为__________。

【答案】SO2+Cl2+2H2O=4H++ SO42﹣+2 Cl﹣装置C挥发出的氯气也可以使D装置中出现浑浊尾气处理，防倒吸Fe2+取少量溶液，向其中滴加K3[Fe(CN)3]溶液，若产生蓝色沉淀，则证明原溶液中含有Fe2+（其他合理答案均给分）酸式滴定管滴入最后一滴KHC2O4标准液，锥形瓶内溶液由紫色变为无色，且半分钟颜色不恢复90%
【解析】(1)铜与浓硫酸反应的方程式为2H2SO4(浓) + Cu CuSO4 + 2H2O +SO2↑，二氧化硫能够使品红褪色，二氧化硫具有还原性，能够被饱和的氯水氧化，二氧化硫具有氧化性，能够将硫化氢氧化，C中反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=4H++ SO42﹣+2 Cl﹣，故答案为：SO2+Cl2+2H2O=4H++ SO42﹣+2 Cl﹣；
(2)由于氯水具有挥发性，C中挥发出的氯气也可以使D装置中出现浑浊，因此D 中有浑浊出现，不能证明SO2具有氧化性，故答案为：装置C挥发出的氯气也可以使D装置中出现浑浊；
(3)二氧化硫能够污染空气，E装置中的氢氧化钠能够吸收尾气，防止污染，同时倒扣的漏斗可以防倒吸，故答案为：尾气处理，防倒吸；
(4)还原铁粉与浓硫酸反应的产物中含有二氧化硫和氢气，说明反应一段时间后浓硫酸变成了稀硫酸，发生了铁与稀硫酸的反应，因此溶液X中含有的金属阳离子为Fe2+，检验亚铁离子可以取少量溶液，向其中滴加
K3[Fe(CN)3]溶液，若产生蓝色沉淀，则证明原溶液中含有Fe2+，故答案为：Fe2+；取少量溶液，向其中滴加K3[Fe(CN)3]溶液，若产生蓝色沉淀，则证明原溶液中含有Fe2+；
(5)①已知室温下，0.1000mol/L KHC2O4的溶液中，c(C2O42-) > c(H2C2O4)，说明电离程度大于水解程度，溶液显酸性，应该选用酸式滴定管盛装KHC2O4溶液；KHC2O4溶液能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，滴入最后一滴KHC2O4标准液，锥形瓶内溶液由紫色变为无色，且半分钟颜色不恢复，证明达到了滴定终点，故答案为：酸式滴定管；滴入最后一滴KHC2O4标准液，锥形瓶内溶液由紫色变为无色，且半分钟颜色不恢复；
②气体Y中的二氧化硫被高锰酸钾吸收，剩余的高锰酸钾用KHC2O4溶液滴定。

消耗的KHC2O4的物质的量
=0.1000mol/L×0.01L=0.001mol，根据2MnO4-+5HC2O4-+11H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，5 SO2 + 2 MnO4- + 2 H2O = 2 Mn2+ + 4 H+ + 5 SO42-，可知二氧化硫的物质的量=×(0.2000mol/L ×0.2L-0.001mol××)=0.09mol，
则气体Y 中SO2 的物质的量分数=×100%=90%，故答案为：90%。

7．（全国名校大联考2018届高三上学期第二次联考）硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂，在不同温度下加热分解产物不同。

设计如图实验装置（夹持装置略去），在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。

确定分解产物的成分。

（1）B装置的作用是__________。

（2）实验中，观察到C中无明显现象，D中有白色沉淀生成，可确定产物中定有______气体产生，写出D中发生反应的离子方程式__________。

若去掉C，是否能得出同样结论并解释其原因_____________。

（3）A中固体完全分解后变为红宗色粉末，某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3.而不含FeO。

请完成表内容。

(试剂，仅然和用品自选)
（4）E中收集到的气体只有N2，其物质的量为xmol，固体残留物刚体死目物Fe2O3的物质的量为ymol，D中沉淀物质的量为zmol，根据氧化还原反应的基本规律，x、y和z应满足的关系为________。

（5）结合上述实验现象和相关数据的分析。

写出硫酸亚铁铵在500℃时隔绝空气加热完全分解的化学方程式：_____________。

【答案】检验产物中是否有水生成SO2SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+否，若有SO3也有白色沉淀生成将溶液分成两份，分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液若高锰酸钾溶液不褪色，加入KSCN溶液后变红3x+y=z 2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O
【解析】
（1）硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2] 在500℃时隔绝空气加热分解，H、O结合有水生成，故B装置的作用是检验产物中是否有水生成。

（2）装置C中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成，若含有该气体，会生成硫酸钡白色沉淀，观察到的观象为溶液变浑浊，但该装置中没有明显现象，可知产物中无有SO3气体生成；装置D 中有白色沉淀，说明产物中有SO2气体生成，通入过氧化氢发生氧化还原反应，生成硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为：SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+，若去掉C，若有SO3也有白色沉淀生成，不能得出说明出有SO2而无SO3的结论。

（3）根据Fe2+的还原性，可以用高锰酸钾溶液检验，依据Fe3+与KSCN溶液后变红可检验，方法为：取少量A
中残留物与试管中，加入适量稀硫酸，充分振荡使其完全溶解，将溶液分成两份，分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液（或：依次滴加K3Fe(CN)6溶液、KSCN溶液或其他合理答案）并振荡，若高锰酸钾溶液不褪色，加入KSCN溶液后变红（或：加入K3Fe(CN)6溶液无现象，加入KSCN溶液后变红，或其他合理答案），则残留物仅为Fe2O3而不含FeO。

（4）若产物中有氮气生成，则失去电子的元素是Fe和N，得到电子的元素是S，[（NH4）2Fe（SO4）2]分解，E中生成xmolN2失去电子的物质的量是6xmol，生成ymol Fe2O3失去电子的物质的量是2y mol，D中沉淀物质的量为zmol，即生成的二氧化硫的物质的量是z mol，则得电子的物质的量是2z mol，根据得失电子守恒，
6x+2y=2z即3x+y=z；
（5）结合上述实验现象和相关数据的分析，完成硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]在500℃时隔绝空气加热完全分解的化学方程式：
2(NH4)2Fe(SO4)2 Fe2O3+2 NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O。

8．（北京四中2019届高三保温训练）硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S、SO2。

Ⅰ. Na2S2O3的制备。

工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示。

(1)b中反应的离子方程式为________，c中试剂为_________。

(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。

此浑浊物是_______。

(3)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有___________(写出两条)。

(4)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2，不能过量，原因是_______。

(5)制备得到的Na2S2O3中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。

设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4：
___________________________________。

Ⅱ. 探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。

O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)
资料：ⅰ．Fe3++3S
ⅱ．Ag2S2O3为白色沉淀，Ag2S2O3可溶于过量的S2O32-。