Question

手持技術(shù)又稱掌上技術(shù)，是由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集各種常見數(shù)據(jù)并能與計算機連接的實驗技術(shù)系統(tǒng)．某研究小組利用手持技術(shù)，獲得8.34g FeSO₄?7H₂O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如圖1所示．請回答下列問題：
（1）試確定78℃時固體物質(zhì)M的化學式

 

．
（2）取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，得到一種固體物質(zhì)Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質(zhì)量相差16，寫出該反應(yīng)的化學方程式

 

．
（3）某興趣小組用如圖2所示裝置設(shè)計實驗，驗證（2）中生成的氣態(tài)物質(zhì)，并測定已分解的P的質(zhì)量（不考慮裝置內(nèi)空氣的影響）．
①試劑X的名稱是

 

．
②按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→

 

．
③充分反應(yīng)后，利用裝置Ⅲ中圓底燒瓶內(nèi)混合物測定已分解的P的質(zhì)量，其操作步驟為：第一步：向圓底燒瓶中逐滴加入氯化鋇溶液，直至沉淀完全；第二步：過濾混合物，在過濾器上將沉淀洗凈后，烘干并冷卻至室溫，稱重．第三步：繼續(xù)烘干、冷卻并稱量直至連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止．若最終得到沉淀的質(zhì)量為W g，則已分解的P的質(zhì)量為

 

 g （填計算式）．
④上述測得已分解的P的質(zhì)量比實際分解質(zhì)量要小，原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖象數(shù)據(jù)和綠礬加熱失去結(jié)晶水質(zhì)量變化計算分析判斷；
（2）依據(jù)隔絕空氣加熱至650℃，得到一種紅棕色的物質(zhì)Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質(zhì)量相差16判斷生成產(chǎn)物為氧化鐵，二氧化硫，三氧化硫．原子守恒配平化學方程式；
（3）①剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；
②依據(jù)分解產(chǎn)物中的氣體為二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證；
③裝置Ⅲ中圓底燒瓶內(nèi)是三氧化硫，加入氯化鋇全部反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，根據(jù)沉淀質(zhì)量計算物質(zhì)的量，結(jié)合化學方程式計算分解的硫酸亞鐵質(zhì)量；
④測得已分解的P的質(zhì)量比實際分解質(zhì)量要小可能是裝置中的氣體為被趕凈到Ⅱ、Ⅲ中；

解答：解：（1）依據(jù)圖象分析在78℃時固體質(zhì)量變?yōu)?.72g，綠礬加熱失去結(jié)晶水，質(zhì)量減小，設(shè)失去結(jié)晶水x個，則8.34g FeS0₄?7H₂0樣品物質(zhì)的量=

8.34g

278g/mol

=0.03mol，
FeSO₄?7H₂O

△   .

FeSO₄?（7-x）H₂O+xH₂O
0.03mol                        0.03xmol
依據(jù)加熱分解減少的是水的質(zhì)量列式：0.03xmol×18g/mol=8.34g-6.72g=1.62g
x=3
所以加熱到78℃時固體為FeSO₄?4H₂O，
故答案為：FeSO₄?4H₂O；
（2）晶體全部失去結(jié)晶水得到固體質(zhì)量為8.34g-0.03mol×7×18g/mol=4.56g；對應(yīng)溫度為633°C；取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，結(jié)晶水乙全部失去，硫酸亞鐵受熱分解得到一種紅棕色的物質(zhì)Q判斷為Fe₂O₃，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質(zhì)量相差16，判斷為SO₂，SO₃，所以反應(yīng)的化學方程式為：2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
故答案為：2 FeSO₄═Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（3）①試劑X的名稱可以是利用二氧化硫的漂白性選擇品紅溶液驗證，也可以選擇溴水或高錳酸鉀溶液利用氧化性氧化二氧化硫反應(yīng)褪色驗證；
故答案為：品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液；
②中生成的氣態(tài)物質(zhì)為二氧化硫和三氧化硫氣體，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；裝置連接順序為：c→a→b→f→e→d，
故答案為：a→b→f→e→d；
③第一步：向圓底燒瓶中逐滴加入氯化鋇溶液，直至沉淀完全；第二步：過濾混合物，在過濾器上將沉淀洗凈后，烘干并冷卻至室溫，稱重．第三步：繼續(xù)烘干、冷卻并稱量直至連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止．若最終得到沉淀的質(zhì)量為W g，沉淀為硫酸鋇，依據(jù)硫元素守恒結(jié)合化學方程式定量關(guān)系可知，
2FeSO₄～SO₃～BaSO₄
2             1
 n（FeSO₄）    

wg

233g/mol

已分解的硫酸亞鐵質(zhì)量為

2W

233g/mol

g，
故答案為：

2W

233g/mol

；
④測得已分解的硫酸亞鐵的質(zhì)量比實際分解質(zhì)量要小可能是裝置中的氣體未被趕凈到Ⅱ、Ⅲ中，實驗裝置中仍有一部分氣體殘留，
故答案為：實驗裝置中仍有一部分氣體殘留；

點評：本題考查了圖象分析計算，實驗驗證的裝置連接原理，二氧化硫性質(zhì)的應(yīng)用，注意實驗過程分析判斷，掌握物質(zhì)性質(zhì)和數(shù)據(jù)分析是解題關(guān)鍵，題目難度較大．