Question

7．8.34g FeSO₄•7H₂O样品在隔绝空气条件下受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示．下列说法中正确的是（　　）

• A． 温度为78℃时固体物质M的化学式为FeSO₄•5H₂O
• B． 温度为159℃时固体物质N的化学式为FeSO₄•3H₂O
• C． 在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO₄═FeO+SO₃↑
• D． 取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe₂O₃

Answer 1

分析 8.34g FeSO₄•7H₂O样品物质的量=$\frac{8.34g}{278g/mol}$=0.03mol，其中m（H₂O）=0.03mol×7×18g/mol=3.78g，如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g，可知在加热到373℃之前，晶体失去部分结晶水，结合质量的变化可确定在不同温度时加热后固体的化学式，加热至633℃时，固体的质量为2.40g，其中n（Fe）=n（ FeSO₄•7H₂O）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，则固体中m（O）=2.40g-1.68g=0.72g，n（O）=$\frac{0.72g}{16g/mol}$=0.045mol，则n（Fe）：n（O）=0.03mol：0.045mol=2：3，则固体物质Q的化学式为Fe₂O₃，铁的化合价升高，必有硫的化合价降低，即有二氧化硫生成，设SO₂、SO₃的物质的量分别为x、y，根据硫原子守恒及气体的质量列方程计算判断是否含有三氧化硫，以此解答该题．

解答 解：8.34g FeSO₄•7H₂O样品物质的量=$\frac{8.34g}{278g/mol}$=0.03mol，其中m（H₂O）=0.03mol×7×18g/mol=3.78g，如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g，可知在加热到373℃之前，晶体失去部分结晶水，加热至633℃时，固体的质量为2.40g，其中n（Fe）=n（ FeSO₄•7H₂O）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，则固体中m（O）=2.40g-1.68g=0.72g，n（O）=$\frac{0.72g}{16g/mol}$=0.045mol，则n（Fe）：n（O）=0.03mol：0.045mol=2：3，则固体物质Q的化学式为Fe₂O₃．
A．温度为78℃时，固体质量为6.72g，其中m（FeSO₄）=0.03mol×152g/mol=4.56g，m（H₂O）=6.72g-4.56g=2.16g，n（H₂O）=$\frac{2.16g}{18g/mol}$=0.12mol，则n（H₂O）：n（FeSO₄）=0.12mol：0.03mol=4：1，则化学式为FeSO₄•4H₂O，故100℃时，M的化学式为FeSO₄•4H₂O，故A错误；
B．温度为l59℃时，固体质量为5.10g，其中m（FeSO₄）=0.03mol×152g/mol=4.56g，m（H₂O）=5.10g-4.56g=0.54g，n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol，则n（H₂O）：n（FeSO₄）=0.03mol：0.03mol=1：1，则化学式为FeSO₄•H₂O，故B错误；
C．N的化学式为FeSO₄•H₂O，P化学式为FeSO₄，在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为：FeSO₄•H₂O$\frac{\underline{\;373℃\;}}{\;}$FeSO₄+H₂O，故C错误；
D．由上述分析可知，P化学式为FeSO₄，Q的化学式为Fe₂O₃，铁的化合价升高，必有硫的化合价降低，即有二氧化硫生成，设SO₂、SO₃的物质的量分别为x、y，则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{64x+80y=4.56-2.4}\end{array}\right.$，解得x=y=0.015，所以方程式为：2FeSO₄ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑，故D正确，
故选D．

点评 本题考查化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握物质的质量的变化关系，能读懂图象，从质量守恒的角度解答该题，难度较大．