Question

5．醫(yī)學(xué)上經(jīng)常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補鐵．某興趣小組對這種糖衣片產(chǎn)生了興趣，打算對藥片的糖衣所起作用等問題進行探究．
【提出問題】硫酸亞鐵糖衣片中糖衣的作用是什么？
【查閱資料】
（1）亞鐵離子遇具有氧化性的物質(zhì)易被氧化成鐵離子；
（2）亞鐵鹽溶于水時，會水解產(chǎn)生少量氫氧根離子而產(chǎn)生Fe（OH）₂沉淀．
（3）硫酸亞鐵晶體加熱會失去結(jié)晶水，高溫會繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和非金屬氧化物．
（4）SO₂能使高錳酸鉀溶液褪色．
【提出猜想】藥片糖衣的作用除了包裝藥物外，還可能是防止硫酸亞鐵被氧化，同時防止產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀．
【探究一】利用廢水回收銅，制備硫酸亞鐵晶體并觀察其在空氣中的變化推斷糖衣的作用．

（1）固體甲中含有的物質(zhì)是鐵和銅；紅色固體是銅；溶液乙中溶質(zhì)是硫酸鋁、硫酸亞鐵．
（2）寫出步驟①的化學(xué)方程式：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；實驗中硫酸亞鐵溶液中沒有渾濁出現(xiàn)的原因可能是稀硫酸過量；
【探究二】某硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）熱分解研究
該興趣小組同學(xué)稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品按圖1高溫加熱，使其完全分解，對所得產(chǎn)物進行探究，并通過稱量裝置B質(zhì)量測出x的值．

（3）①裝置B中硫酸銅粉末變藍，質(zhì)量增加12.6g，說明產(chǎn)物中有水，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有二氧化硫．
②實驗中要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x會偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”），原因是空氣含有水蒸氣．
③硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，則裝置A中紅棕色固體是氧化鐵．
④小明從理論上分析得出硫酸亞鐵晶體分解還生成另一物質(zhì)SO₃．
（4）某研究所利用SDTQ600熱分析儀對硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）進行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成固體質(zhì)量--分解溫度的關(guān)系圖如圖2．
①圖2中T₃至T₄過程的化學(xué)反應(yīng)方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑．
②計算FeSO₄•xH₂O中的x為7．

Answer 1

分析 【提出猜想】
根據(jù)硫酸亞鐵的性質(zhì)可以判斷藥片糖衣的作用；
【探究一】
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅；
銅不能和稀硫酸反應(yīng)，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅；
【探究二】
硫酸銅能和水反應(yīng)生成五水硫酸銅；
二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
空氣中含有水蒸氣；
氧化鐵是紅棕色固體，能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，氯化鐵溶液是黃色的；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以進行相關(guān)方面的計算．

解答 解：【提出猜想】
因為硫酸亞鐵易被氧化，同時亞鐵鹽溶于水時，會水解產(chǎn)生少量氫氧根離子而產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀，因此藥片糖衣的作用除了包裝藥物外，還可能是防止硫酸亞鐵被氧化，同時防止產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀．
故填：防止硫酸亞鐵被氧化，同時防止產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀．
【探究一】
（1）加入的A是鐵粉，鐵不能和硫酸鋁反應(yīng)，能和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，因此固體甲中含有的物質(zhì)是鐵和銅，紅色固體是銅，溶液乙中的溶質(zhì)是硫酸鋁和硫酸亞鐵．
故填：鐵和銅；銅；硫酸鋁、硫酸亞鐵．
（2）步驟①中，鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
實驗中硫酸亞鐵溶液中沒有渾濁出現(xiàn)的原因可能是稀硫酸過量．
故填：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；稀硫酸過量．
【探究二】
（3）①裝置B中硫酸銅粉末變藍，質(zhì)量增加12.6g，說明產(chǎn)物中有水，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有二氧化硫．
故填：水；二氧化硫．
②實驗中要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x會偏大，原因是空氣中含有水蒸氣，能夠被硫酸銅吸收．
故填：偏大；空氣含有水蒸氣．
③硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，則裝置A中紅棕色固體是氧化鐵．
故填：氧化鐵．
（4）①圖2中T₃至T₄過程中，硫酸亞鐵受熱分解生成氧化鐵、三氧化硫和二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑．
故填：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑．
②設(shè)硫酸亞鐵的質(zhì)量為y，
由圖中數(shù)據(jù)可知，生成氧化鐵的質(zhì)量是8g，
2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₃↑+SO₂↑，
 304        160
  y         8g
$\frac{304}{y}$=$\frac{160}{8g}$，
y=15.2g，
裝置B中硫酸銅粉末變藍，質(zhì)量增加12.6g，說明生成了12.6g水，
FeSO₄•xH₂O，
 152   18x
15.2g  12.6g
$\frac{152}{15.2g}$=$\frac{18x}{12.6g}$，
x=7，
故填：7．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．