题目内容
硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂，为测定该补血剂样品[主要成分是硫酸亚铁晶体（FeSO4?xH2O）中铁元素的含量，某化学兴趣小组设计如图实验方案：
【探究一】利用废水回收铜，制备硫酸亚铁晶体
（1）加入固体A是 ，固体甲中含有的物质是 ；溶液乙中溶质是
（2）写出步骤①的化学方程式： 检验步骤①向废液中加入A是否过量的方法是 ；
【探究二】将FeSO4转化为Fe2O3，测定质量变化操作流程如图：
（3）步骤②中H2O2得到了Fe3+，加入过量的X发生的反应方程式
（4）步骤④中一系列操作依次是： 、洗涤、灼烧、冷却、称量得到ag固体，样品补血剂中铁元素的质量为 （用含a的代数式表示）
【探究三】某硫酸亚铁晶体（FeSO4?xH2O）热分解研究
（5）该兴趣小组同学称取27.8g硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置B质量测出x的值．
装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，x的值 实验中要持续通入氮气，否则测出的x会 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有
（6）小明同学收集到硫酸亚铁完全分解后的固体呈红棕色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，于是他得出结论硫酸亚铁分解得到产物只有两种．兴趣小组同学经过分析，得出小明的结论是错误的，他们的理由是 ．
【探究一】利用废水回收铜，制备硫酸亚铁晶体
（1）加入固体A是
（2）写出步骤①的化学方程式：
【探究二】将FeSO4转化为Fe2O3，测定质量变化操作流程如图：
（3）步骤②中H2O2得到了Fe3+，加入过量的X发生的反应方程式
（4）步骤④中一系列操作依次是：
【探究三】某硫酸亚铁晶体（FeSO4?xH2O）热分解研究
（5）该兴趣小组同学称取27.8g硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置B质量测出x的值．
装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，x的值
（6）小明同学收集到硫酸亚铁完全分解后的固体呈红棕色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，于是他得出结论硫酸亚铁分解得到产物只有两种．兴趣小组同学经过分析，得出小明的结论是错误的，他们的理由是
考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算
专题：科学探究
分析：【探究一】从含有硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铜的废水中回收铜和硫酸亚铁，加入的过量的金属A应是铁，根据铁与硫酸铜的反应写出①的反应的方程式，分析固体甲的成分及溶液乙中的溶质；
【探究二】由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe2+形成溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量．
【探究三】
（5）有无水硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有水，水的质量为12.6g，根据水和氧化铁的质量求x的值；根据实验中要持续通入氮气的作用，分析x的变化；二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色；
（6）据题意分析红棕色固体为氧化铁，故硫酸亚铁完全分解后得三种产物．
【探究二】由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe2+形成溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量．
【探究三】
（5）有无水硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有水，水的质量为12.6g，根据水和氧化铁的质量求x的值；根据实验中要持续通入氮气的作用，分析x的变化；二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色；
（6）据题意分析红棕色固体为氧化铁，故硫酸亚铁完全分解后得三种产物．
解答：解：【探究一】：（1）由题意可知，从含有硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铜的废水中回收铜和硫酸亚铁，加入的过量的金属A应是铁．由于铁是过量的有剩余的铁，还有生成的铜．所以，固体甲中含有的物质是Fe、Cu；由于铁不能与硫酸铝反应，所以溶液乙中的溶质是 Al2（SO4）3、FeSO4．
（2）由上述分析可知，步骤①发生的反应是铁与硫酸铜的反应，化学方程式是：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．步骤①向废液中加入的A是铁，检验铁是否过量的方法是继续向废液中加入稀硫酸，看是否有气泡产生；
【探究二】：
（3）步骤②中H2O2得到了Fe3+，加入过量的X发生的反应方程式为：Fe2（SO4）3+6NaOH=2Fe（OH）3↓+3Na2SO4
（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；
ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质
=0.07ag；
【探究三】：
（5）图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有水，生成水的质量是12.6g．生成的氧化铁的质量是8g．
通过FeSO4?xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：x
Fe2O3～2xH2O
160 36x
8g 12.6g
=
解得：x=7
实验中要持续通入氮气，将生成的水蒸气全部排出，否则测出的x值会偏小；
二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色．
（6）由题意可知，硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水，高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物，结合A中固体呈红棕色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液的信息，可判断红色固体是Fe2O3，故硫酸亚铁完全分解后有二氧化硫、水和氧化铁三种生成物．
故答为：【探究一】：（1）Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；（2）Fe、Cu，Cu，Al2（SO4）3、FeSO4；
【探究二】：（3）Fe2（SO4）3+6NaOH=2Fe（OH）3↓+3Na2SO4
（4）过滤；0.07ag
【探究三】：（5）7，偏小，二氧化硫； （6）硫酸亚铁完全分解后有二氧化硫、水和氧化铁三种生成物．
（2）由上述分析可知，步骤①发生的反应是铁与硫酸铜的反应，化学方程式是：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．步骤①向废液中加入的A是铁，检验铁是否过量的方法是继续向废液中加入稀硫酸，看是否有气泡产生；
【探究二】：
（3）步骤②中H2O2得到了Fe3+，加入过量的X发生的反应方程式为：Fe2（SO4）3+6NaOH=2Fe（OH）3↓+3Na2SO4
（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；
ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质
ag×
| ||
| 10 |
【探究三】：
（5）图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有水，生成水的质量是12.6g．生成的氧化铁的质量是8g．
通过FeSO4?xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：x
Fe2O3～2xH2O
160 36x
8g 12.6g
| 160 |
| 36x |
| 8g |
| 12.6g |
实验中要持续通入氮气，将生成的水蒸气全部排出，否则测出的x值会偏小；
二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色．
（6）由题意可知，硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水，高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物，结合A中固体呈红棕色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液的信息，可判断红色固体是Fe2O3，故硫酸亚铁完全分解后有二氧化硫、水和氧化铁三种生成物．
故答为：【探究一】：（1）Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；（2）Fe、Cu，Cu，Al2（SO4）3、FeSO4；
【探究二】：（3）Fe2（SO4）3+6NaOH=2Fe（OH）3↓+3Na2SO4
（4）过滤；0.07ag
【探究三】：（5）7，偏小，二氧化硫； （6）硫酸亚铁完全分解后有二氧化硫、水和氧化铁三种生成物．
点评：该题考查了学生从资料中获得有效信息的能力、实验分析能力、根据化学式的计算能力，综合性强考查知识全面．
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