Question

【题目】某兴趣小组的同学对糖衣片中硫酸亚铁晶体（FeSO4xH2O）的组成进行了探究。

【查阅资料】

（1）硫酸亚铁晶体加热先失去结晶水，高温继续分解产生一种金属氧化物和两种非金属氧化物。

（2）能使高锰酸钾溶液褪色的气体有二氧化硫、乙烯（C2H4）等。

【进行实验】

该兴趣小组同学称取ag硫酸亚铁晶体（FeSO4xH2O）样品按图1装置高温加热，使其完全分解，并对所得产物进行分析，利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体热分解获得相关数据，绘制成图2所示关系图。

【数据分析】（假设反应均完全）

（1）图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有（填化学式，下同）______；装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有________。

（2）T4℃时，硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中固体呈红色，加入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，写出发生反应的化学方程式_______________。

（3）兴趣小组的同学从理论上分析硫酸亚铁分解还生成另一物质SO3，写出FeSO4分解的化学方程式__________________。

（4）请根据上述实验及图2中有关数据，计算出FeSO4xH2O中的x为________，绿矾样品的质量a为_________。

【交流讨论】

（1）实验中选择通入氮气是利用氮气的化学性质__________（填“活泼”或“不活泼”）。

（2）反应完全后仍要持续通入氮气，否则测出的x值会__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Answer 1

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

【解析】(1). 无水硫酸铜粉末能和水反应生成蓝色硫酸铜晶体，图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有H2O (2). 能使高锰酸钾溶液褪色的气体有二氧化硫、乙烯（C2H4）等据质量守恒定律可知反应前后元素种类不变，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有还原性物质SO2 (3). T4℃时，硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中固体呈红色，加入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，说明固体为氧化铁，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，反应化学方程式Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O (4). 由题中信息可知，硫酸亚铁在高温下分解生成氧化铁、二氧化硫、水，反应方程式为：2FeSO4高温Fe2O3+SO2↑+SO3↑ (5). 图1装置B中质量增加12.6g，说明生成水的质量为12.6g；最终固体为氧化铁，所以氧化铁的质量为8g；其中铁元素的质量为 8g × =5.6g；铁和水的质量关系可得：56:18x=5.6g ：12.6g ；x= 7；(6). FeSO4xH2O的化学式为：FeSO47H2O，FeSO47H2O 的质量为x，则x× =5.6g ,x=27.8 g (7). 实验中选择通入氮气是利用氮气的化学性质不活泼 ,防止铁元素和空气中的氧结合； (8). 反应完全后仍要持续通入氮气，否则测出的x值会偏小。