Question

17．8.34gFeSO₄•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200℃時固體物質(zhì)N的化學(xué)式：FeSO₄•H₂O．
（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，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
（3）某興趣小組用如圖2所示裝置設(shè)計實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)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的名稱是品紅溶液或溴水或酸性KMnO₄溶液．
②按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→a→b→f→e→d．
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Wg，則已分解的P的質(zhì)量$\frac{w×152×2}{233}$g （用含W的算式表示即可）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)圖象數(shù)據(jù)分析，在200℃時固體質(zhì)量變?yōu)?.10g，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=$\frac{8.34g}{278g/mol}$=0.03mol，結(jié)合綠礬加熱失去結(jié)晶水質(zhì)量變化計算；
（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(xué)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(diǎn)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(yàn)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(xué)方程式計算分解的硫酸亞鐵質(zhì)量．

解答 解：（1）依據(jù)圖象分析在200℃時固體質(zhì)量變?yōu)?.10g，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=$\frac{8.34g}{278g/mol}$=0.03mol，
FeSO₄•7H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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-5.10g=3.24g
x=6
所以加熱到78℃時固體為FeSO₄•H₂O，
故答案為：FeSO₄•H₂O；
（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(xué)方程式為：2FeSO₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
故答案為：2FeSO₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$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(yàn)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(yàn)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(diǎn)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(yàn)證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；裝置連接順序?yàn)椋篶→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(xué)方程式定量關(guān)系可知，
2FeSO₄～SO₃～BaSO₄
2             1
n（FeSO₄）   $\frac{wg}{233g/mol}$
已分解的硫酸亞鐵質(zhì)量為 $\frac{wg}{233g/mol}$×2×152g/mol=$\frac{w×152×2}{233}$g，
故答案為：$\frac{w×152×2}{233}$g．

點(diǎn)評 本題考查了圖象分析計算，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的裝置連接原理，二氧化硫性質(zhì)的應(yīng)用，注意實(shí)驗(yàn)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．