Question

（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(zhì)是   (填化學式，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(jié)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（FeSO₄?xH₂O）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(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中無水硫酸銅粉末變藍，說明產(chǎn)物中有   ，該物質(zhì)的質(zhì)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FeSO₄?xH₂O △FeSO₄ + xH₂O；
計算FeSO₄?xH₂O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

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      

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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jié)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(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：化學反應前后，原子的種類和個數(shù)都不變，結(jié)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）實驗中要持續(xù)通入氮氣，就是將FeSO₄?xH₂O解熱反應中產(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，測出的x值會偏小