题目内容

18.探究硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)的化学式.
【查阅资料】
(1)无水硫酸铜粉末遇水会变成蓝色的硫酸铜晶体.
(2)硫酸亚铁晶体加热时,先失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和气态非金属氧化物.
【进行实验】
该兴趣小组同学称取2.78g硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)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,并利用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】
(1)T3℃时,发生的化学反应为:2FeSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+X↑+SO3↑,其中X的化学式为SO2.
(2)装置D中氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化硫和三氧化硫,防止大气污染.
(3)已知FeSO4•xH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO4+xH2O;则x=7.(写出计算过程)
【交流讨论】实验中要持续通入氮气,否则测出的x值会偏小(填偏大、偏小或不变).

分析 【数据分析】
(1)根据化学反应前后原子种类和数目不改变;
(2)根据氧化铁的颜色、性质分析回答;
(3)根据质量守恒定律和化学式的意义进行计算.
【交流讨论】根据实验中要持续通入氮气的作用,分析x的变化

解答 解:(1)反应前后铁原子已经相等,所以X中不含铁原子,从化学方程式看反应前后X中含有一个硫原子和两个氧原子,故X是二氧化硫其化学式为SO2;
(2)二氧化硫和三氧化硫都能和氢氧化钠反应生成相应的盐,故氢氧化钠溶液的作用就是吸收二氧化硫和三氧化硫;
(3)由题意和图象可知,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
$\frac{160}{8g}=\frac{36x}{12.6g}$
解得:x=7;
【交流讨论】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.
故答案为:
(1)SO2
(2)吸收二氧化硫和三氧化硫,防止大气污染.
(3)7   
【交流讨论】偏小

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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