Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)對(duì)糖衣片中硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）的組成進(jìn)行了探究。

【查閱資料】

（1）硫酸亞鐵晶體加熱先失去結(jié)晶水，高溫繼續(xù)分解產(chǎn)生一種金屬氧化物和兩種非金屬氧化物。

（2）能使高錳酸鉀溶液褪色的氣體有二氧化硫、乙烯（C2H4）等。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

該興趣小組同學(xué)稱取ag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(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行分析，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】（假設(shè)反應(yīng)均完全）

（1）圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍(lán)，質(zhì)量增加12.6g，說明產(chǎn)物中有（填化學(xué)式，下同）______；裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有________。

（2）T4℃時(shí)，硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅色，加入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。

（3）興趣小組的同學(xué)從理論上分析硫酸亞鐵分解還生成另一物質(zhì)SO3，寫出FeSO4分解的化學(xué)方程式__________________。

（4）請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)及圖2中有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出FeSO4xH2O中的x為________，綠礬樣品的質(zhì)量a為_________。

【交流討論】

（1）實(shí)驗(yàn)中選擇通入氮?dú)馐抢�用氮�(dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)__________（填“活潑”或“不活潑”）。

（2）反應(yīng)完全后仍要持續(xù)通入氮?dú)�，否則測(cè)出的x值會(huì)__________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 H2O SO2 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 7 27.8 不活潑 偏小

【解析】(1). 無水硫酸銅粉末能和水反應(yīng)生成藍(lán)色硫酸銅晶體，圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍(lán)，質(zhì)量增加12.6g，說明產(chǎn)物中有H2O (2). 能使高錳酸鉀溶液褪色的氣體有二氧化硫、乙烯（C2H4）等據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)前后元素種類不變，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有還原性物質(zhì)SO2 (3). T4℃時(shí)，硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅色，加入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，說明固體為氧化鐵，氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，反應(yīng)化學(xué)方程式Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O (4). 由題中信息可知，硫酸亞鐵在高溫下分解生成氧化鐵、二氧化硫、水，反應(yīng)方程式為：2FeSO4高溫Fe2O3+SO2↑+SO3↑ (5). 圖1裝置B中質(zhì)量增加12.6g，說明生成水的質(zhì)量為12.6g；最終固體為氧化鐵，所以氧化鐵的質(zhì)量為8g；其中鐵元素的質(zhì)量為 8g × =5.6g；鐵和水的質(zhì)量關(guān)系可得：56:18x=5.6g ：12.6g ；x= 7；(6). FeSO4xH2O的化學(xué)式為：FeSO47H2O，F(xiàn)eSO47H2O 的質(zhì)量為x，則x× =5.6g ,x=27.8 g (7). 實(shí)驗(yàn)中選擇通入氮?dú)馐抢�用氮�(dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑 ,防止鐵元素和空氣中的氧結(jié)合； (8). 反應(yīng)完全后仍要持續(xù)通入氮?dú)�，否則測(cè)出的x值會(huì)偏小。