Question

8.34g FeSO₄?7H₂O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示．请回答下列问题：

（1）试通过计算确定78℃时固体物质M的化学式为

 

．（要求写出计算过程）
（2）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且两种气体的组成元素相同、相对分子质量相差16，写出该反应的化学方程式

 

．
（3）某兴趣小组用如图所示装置设计实验，验证（2）中生成的气态物质，并测定已分解的P的质量（不考虑装置内空气的影响）．

①试剂X的名称是

 

．
②按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c→

 

．
③充分反应后，利用装置Ⅲ中圆底烧瓶内混合物测定已分解的P的质量，其操作步骤为：第一步：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，直至沉淀完全；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重．第三步：继续烘干、冷却并称量直至连续两次称量的质量差不超过0.1g为止．若最终得到沉淀的质量为W g，则已分解的P的质量为

 

 g （列出计算式即可）．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,铁及其化合物的性质实验

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）依据图象数据和绿矾加热失去结晶水质量变化计算分析判断；
（2）依据隔绝空气加热至650℃，得到一种红棕色的物质Q，同时有两种无色气体生成且两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16判断生成产物为氧化铁，二氧化硫，三氧化硫．原子守恒配平化学方程式；
（3）①剩余的二氧化硫污染空气需要吸收；
②依据分解产物中的气体为二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫沸点较低冷却后变为液体，二氧化硫可以利用其还原性、漂白性选择试剂验证；
③装置Ⅲ中圆底烧瓶内是三氧化硫，加入氯化钡全部反应生成硫酸钡沉淀，根据沉淀质量计算物质的量，结合化学方程式计算分解的硫酸亚铁质量；
④测得已分解的P的质量比实际分解质量要小可能是装置中的气体为被赶净到Ⅱ、Ⅲ中；

解答： 解：（1）依据图象分析在78℃时固体质量变为6.72g，绿矾加热失去结晶水，质量减小，
设失去结晶水x个，则8.34g FeS0₄?7H₂0样品物质的量=

8.34g

278g/mol

=0.03mol，
FeSO₄?7H₂O

△   .

FeSO₄?（7-x）H₂O+xH₂O
0.03mol                        0.03xmol
依据加热分解减少的是水的质量列式：0.03xmol×18g/mol=8.34g-6.72g=1.62g
x=3
所以加热到78℃时固体为FeSO₄?4H₂O，
故答案为：FeSO₄?4H₂O；
（2）晶体全部失去结晶水得到固体质量为8.34g-0.03mol×7×18g/mol=4.56g；对应温度为633°C；取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，结晶水乙全部失去，硫酸亚铁受热分解得到一种红棕色的物质Q判断为Fe₂O₃，同时有两种无色气体生成且两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16，判断为SO₂，SO₃，所以反应的化学方程式为：2 FeSO₄

高温  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
故答案为：2 FeSO₄

高温  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（3）①试剂X的名称可以是利用二氧化硫的漂白性选择品红溶液验证；
故答案为：品红溶液；
②中生成的气态物质为二氧化硫和三氧化硫气体，三氧化硫沸点较低冷却后变为液体，二氧化硫可以利用其还原性、漂白性选择试剂验证，剩余的二氧化硫污染空气需要吸收；装置连接顺序为：c→a→b→f→e→d，
故答案为：a→b→f→e→d；
③第一步：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，直至沉淀完全；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重．第三步：继续烘干、冷却并称量直至连续两次称量的质量差不超过0.1g为止．若最终得到沉淀的质量为W g，沉淀为硫酸钡，依据硫元素守恒结合化学方程式定量关系可知，
 2FeSO₄～SO₃～BaSO₄
 2               1
 n（FeSO₄）    

wg

233g/mol

已分解的硫酸亚铁物质的量为

2W

233g/mol

，
质量=

2W

233g/mol

×152g/mol=

W×152×2

233

g
故答案为：

W×152×2

233

g；

点评：本题考查了图象分析计算，实验验证的装置连接原理，二氧化硫性质的应用，注意实验过程分析判断，掌握物质性质和数据分析是解题关键，题目难度较大．