Question

【題目】（13分）醫(yī)學上經(jīng)常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補鐵。某興趣小組的同學對糖衣片中硫酸亞鐵晶體的制備和組成產(chǎn)生了興趣并對其進行探究。

探究Ⅰ：利用實驗室的廢水回收銅、制備硫酸亞鐵晶體。

（1）步驟①的化學方程式是 。

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

探究Ⅱ：硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）的化學式。

【查閱資料】

（1）無水硫酸銅粉末遇水會變成藍色的硫酸銅晶體。

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

【進行實驗】

該興趣小組同學稱取2.78g硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）樣品按圖1裝置高溫加熱，使其完全分解，并對所得產(chǎn)物進行分析，并利用SDTQ600熱分析儀對硫酸亞鐵晶體熱分解獲得相關數(shù)據(jù)，繪制成圖2所示關系圖。

【數(shù)據(jù)分析】

（1）圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍，說明產(chǎn)物中有 ，該物質的質量為 g。

（2）T3℃時，發(fā)生的化學反應為：2FeSO4高溫 Fe2O3+X↑+SO3↑，其中X的化學式

。

（3）裝置C中氫氧化鈉溶液的作用是 。

（4）已知FeSO4xH2O △ FeSO4 + xH2O；

計算FeSO4xH2O中的x。（寫出計算過程）

【交流討論】實驗中要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x值會 （填偏大、偏小或不變）。

Answer 1

【答案】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)金屬的活動性順序，鐵排在銅的前面，所以步驟①的化學方程式是：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

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

探究Ⅱ：【數(shù)據(jù)分析】（1）根據(jù)資料：無水硫酸銅粉末遇水會變成藍色的硫酸銅晶體，結合圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍，說明產(chǎn)物中有H20，該物質的質量可根據(jù)圖2判斷，2.78g-1.52g=1.26g

（2）根據(jù)質量守恒定律的微觀解釋：化學反應前后，原子的種類和個數(shù)都不變，結合化學反應為：2FeSO4 Fe2O3+X↑+SO3↑，不難推出X的化學式SO2

（3）因為FeSO4加熱分解會產(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FeSO4xH2O或FeSO4與H2O的質量關系，即可求出X的值

方法一： FeSO4xH2O △ FeSO4 + xH2O

152+18x 18x

2.78g 1.26g

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

解得x=7

方法二：FeSO4xH2O △ FeSO4 + xH2O

152 18x

1.52g 1.26g

152/ 1.52g=18x/ 1.26g

解得x=7

（5）實驗中要持續(xù)通入氮氣，就是將FeSO4xH2O解熱反應中產(chǎn)生的物質全部排入到裝置B、C中，使得剩余固體質量偏大，測出的x值會偏小