Question

医学上经常用硫酸亚铁糖衣片给贫血患者补铁．某兴趣小组的同学对糖衣片中硫酸亚铁晶体的制备和组成产生了兴趣并对其进行探究．
探究Ⅰ：利用实验室的废水回收铜、制备硫酸亚铁晶体．

（1）步骤①的化学方程式是

 

．
（2）固体甲中含有的物质是

 

；红色固体是

 

；溶液乙中的溶质是

 

．
探究Ⅱ：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）硫酸亚铁晶体加热失去结晶水，高温继续分解产生金属氧化物和气态非金属氧化物．
（3）亚铁离子遇具有氧化性的物质易被氧化成铁离子．
【进行实验】该兴趣小组同学称取ag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）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

 

．
（2）实验中要持续通入氮气，否则测出的x值会（填“偏大”“偏小”或“不变）

 

．
（3）T₄℃时，硫酸亚铁晶体经完全分解后装置A中固体呈红色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，则装置A中红色固体是（填化学式或名称）

 

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（4）请计算FeSO₄?xH₂O中的x．（写出计算过程）
【交流讨论】硫酸亚铁糖衣片的糖衣除了用于包装药物外，还可能具有的作用是

 

．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,常见气体的检验与除杂方法,金属的化学性质,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：探究Ⅰ：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Ⅱ：【数据分析】（1）有无水硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有水；
（2）根据实验中要持续通入氮气的作用，分析x的变化；
（3）根据氧化铁的颜色、性质分析回答；
（4）根据质量守恒定律和化学式的意义进行计算．
【交流讨论】根据糖衣片能隔绝氧气分析还具有的作用．

解答：解：探究Ⅰ：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．
（1）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．
（2）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；红色固体是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．
探究Ⅱ：
【数据分析】
（1）图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有水，生成水的质量是12.6g．
（2）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．
（3）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A中红色固体是Fe₂O₃ ．
（4）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

160

36x

=

8g

12.6g

  解得：x=7
【交流讨论】由于亚铁离子遇具有氧化性的物质易被氧化成铁离子的性质，所以，硫酸亚铁糖衣片的糖衣除了用于包装药物外，还可能具有的作用是 防止亚铁离子被氧化．
故答为：探究Ⅰ：（1）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；（2）Fe、Cu，Cu，Al₂（SO₄）₃、FeSO₄；
探究Ⅱ：（1）水；（2）偏小； （3）Fe₂O₃；（4）7；防止亚铁离子被氧化．

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．