Question

（13分）醫(yī)學(xué)上經(jīng)常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補(bǔ)鐵。某興趣小組的同學(xué)對(duì)糖衣片中硫酸亞鐵晶體的制備和組成產(chǎn)生了興趣并對(duì)其進(jìn)行探究。

探究Ⅰ：利用實(shí)驗(yàn)室的廢水回收銅、制備硫酸亞鐵晶體。

（1）步驟①的化學(xué)方程式是 。

（2）固體甲中含有的物質(zhì)是 (填化學(xué)式，下同) ；紅色固體是 ；溶液乙中的溶質(zhì)是 。

探究Ⅱ：硫酸亞鐵晶體（FeSO4?xH2O）的化學(xué)式。

【查閱資料】

（1）無(wú)水硫酸銅粉末遇水會(huì)變成藍(lán)色的硫酸銅晶體。

（2）硫酸亞鐵晶體加熱時(shí)，先失去結(jié)晶水，高溫會(huì)繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和氣態(tài)非金屬氧化物。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

該興趣小組同學(xué)稱取2.78g硫酸亞鐵晶體（FeSO4?xH2O）樣品按圖1裝置高溫加熱，使其完全分解，并對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行分析，并利用SDTQ600熱分析儀對(duì)硫酸亞鐵晶體熱分解獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成圖2所示關(guān)系圖。

【數(shù)據(jù)分析】

（1）圖1裝置B中無(wú)水硫酸銅粉末變藍(lán)，說(shuō)明產(chǎn)物中有 ，該物質(zhì)的質(zhì)量為 g。

（2）T3℃時(shí)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：2FeSO4高溫 Fe2O3+X↑+SO3↑，其中X的化學(xué)式

。

（3）裝置C中氫氧化鈉溶液的作用是 。

（4）已知FeSO4?xH2O △ FeSO4 + xH2O；

計(jì)算FeSO4?xH2O中的x。（寫出計(jì)算過(guò)程）

【交流討論】實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)猓�否則測(cè)出的x值會(huì) （填偏大、偏小或不變）。

 

Answer 1

探究Ⅰ（1）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

（2）Fe和Cu Cu FeSO4 和Al2(SO4)3

探究Ⅱ：【數(shù)據(jù)分析】（1）H20 1.26 （2）SO2

（3）吸收二氧化硫和三氧化硫，防止污染空氣 （4）7 （5） 偏小

【解析】

試題分析：探究Ⅰ（1）根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序，鐵排在銅的前面，所以步驟①的化學(xué)方程式是：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

（2）由于步驟①置換出了銅，而鐵又是過(guò)量，所以固體甲中含有的物質(zhì)是：Fe和Cu，在固體混合物中加入稀硫酸，鐵會(huì)與稀硫酸反應(yīng)，所以紅色固體是Cu，溶液乙中的溶質(zhì)有未反應(yīng)的Al2(SO4)3和FeSO4，還有反應(yīng)生成的FeSO4，所以溶液乙中的溶質(zhì)是FeSO4 和Al2(SO4)3

探究Ⅱ：【數(shù)據(jù)分析】（1）根據(jù)資料：無(wú)水硫酸銅粉末遇水會(huì)變成藍(lán)色的硫酸銅晶體，結(jié)合圖1裝置B中無(wú)水硫酸銅粉末變藍(lán)，說(shuō)明產(chǎn)物中有H20，該物質(zhì)的質(zhì)量可根據(jù)圖2判斷，2.78g-1.52g=1.26g

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋：化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類和個(gè)數(shù)都不變，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)為：2FeSO4 Fe2O3+X↑+SO3↑，不難推出X的化學(xué)式SO2

（3）因?yàn)?/span>FeSO4加熱分解會(huì)產(chǎn)生SO2 和SO3，是一種大氣污染物，所以裝置C中氫氧化鈉溶液的作用是：吸收二氧化硫和三氧化硫，防止污染空氣

（4）根據(jù)方程式中FeSO4?xH2O或FeSO4與H2O的質(zhì)量關(guān)系，即可求出X的值

方法一： FeSO4?xH2O △ FeSO4 + xH2O

152+18x 18x

2.78g 1.26g

(152+18x)/ 2.78g = 18x/ 1.26g

解得x=7

方法二：FeSO4?xH2O △ FeSO4 + xH2O

152 18x

1.52g 1.26g

152/ 1.52g=18x/ 1.26g

解得x=7

（5）實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)猓?/span>就是將FeSO4?xH2O解熱反應(yīng)中產(chǎn)生的物質(zhì)全部排入到裝置B、C中，使得剩余固體質(zhì)量偏大，測(cè)出的x值會(huì)偏小

考點(diǎn)：金屬的活動(dòng)性順序，質(zhì)量守恒定律的微觀解釋，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、處理，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算