Question

醫(yī)學(xué)上經(jīng)常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補(bǔ)鐵．某興趣小組的同學(xué)對糖衣片中硫酸亞鐵晶體的制備和組成產(chǎn)生了興趣并對其進(jìn)行探究．
探究Ⅰ：利用實(shí)驗(yàn)室的廢水回收銅、制備硫酸亞鐵晶體．
（1）步驟①的化學(xué)方程式是

 

．
（2）固體甲中含有的物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式，下同）；紅色固體是

 

；溶液乙中的溶質(zhì)是

 

．
探究Ⅱ：硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?xH₂O）的化學(xué)式．
【查閱資料】
（1）無水硫酸銅粉末遇水會(huì)變成藍(lán)色的硫酸銅晶體．
（2）硫酸亞鐵晶體加熱時(shí)，先失去結(jié)晶水，高溫會(huì)繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和氣態(tài)非金屬氧化物．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
該興趣小組同學(xué)稱取2.78g硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?xH₂O）樣品按圖1裝置高溫加熱，使其完全分解，并對所得產(chǎn)物進(jìn)行分析，并利用SDTQ600熱分析儀對硫酸亞鐵晶體熱分解獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成圖2所示關(guān)系圖．
【數(shù)據(jù)分析】
（1）圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍(lán)，說明產(chǎn)物中有

 

，該物質(zhì)的質(zhì)量為

 

 g．
（2）T₃℃時(shí)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：2FeSO₄

高溫  .

Fe₂O₃+X↑+SO₃↑，其中X的化學(xué)式

 

．
（3）裝置C中氫氧化鈉溶液的作用是

 

．
（4）已知FeSO₄?xH₂O

△   .

FeSO₄+xH₂O；計(jì)算FeSO₄?xH₂O中的x．（寫出計(jì)算過程）
【交流討論】實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)猓�否則測出的x值會(huì)

 

（填偏大、偏小或不變）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,金屬的化學(xué)性質(zhì),酸的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：物質(zhì)的制備,科學(xué)探究

分析：探究Ⅰ：從含有硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸銅的廢水中回收銅和硫酸亞鐵，加入的過量的金屬A應(yīng)是鐵，根據(jù)鐵與硫酸銅的反應(yīng)寫出①的反應(yīng)的方程式，分析固體甲的成分及溶液乙中的溶質(zhì)；
探究Ⅱ：【數(shù)據(jù)分析】（1）有無水硫酸銅粉末變藍(lán)，說明產(chǎn)物中有水；
（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子種類和數(shù)目不改變；
（3）根據(jù)氧化鐵的顏色、性質(zhì)分析回答；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)式的意義進(jìn)行計(jì)算．
【交流討論】根據(jù)實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)獾淖饔�，分析x的變化．

解答：解：探究Ⅰ：由題意可知，從含有硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸銅的廢水中回收銅和硫酸亞鐵，加入的過量的金屬A應(yīng)是鐵．
（1）由上述分析可知，步驟①發(fā)生的反應(yīng)是鐵與硫酸銅的反應(yīng)，化學(xué)方程式是：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（2）由于鐵是過量的有剩余的鐵，還有生成的銅．所以，固體甲中含有的物質(zhì)是Fe、Cu；紅色固體是Cu；由于鐵不能與硫酸鋁反應(yīng)，所以溶液乙中的溶質(zhì)是 Al₂（SO₄）₃、FeSO₄．
探究Ⅱ：
【數(shù)據(jù)分析】
（1）圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍(lán)，質(zhì)量增加12.6g，說明產(chǎn)物中有水，生成水的質(zhì)量是12.6g．
（2）反應(yīng)前后鐵原子已經(jīng)相等，所以X中不含鐵原子，從化學(xué)方程式看反應(yīng)前后X中含有一個(gè)硫原子和兩個(gè)氧原子，故X是二氧化硫其化學(xué)式為SO₂
（3）二氧化硫和三氧化硫都能和氫氧化鈉反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽，故氫氧化鈉溶液的作用就是吸收二氧化硫和三氧化硫，故答案：吸收二氧化硫和三氧化硫；
（4）由題意和圖象可知，生成水的質(zhì)量是12.6g，生成的氧化鐵的質(zhì)量是8g．
通過FeSO₄?xH₂O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個(gè)數(shù)比為1：x
  Fe₂O₃～2xH₂O
  160    36x  
  8g     12.6g

160

36x

=

8g

12.6g

解得：x=7
故答案：x=7；
【交流討論】實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)猓瑢⑸�成的水蒸氣全部排出，否則測出的x值會(huì)偏小，故答案：偏�。�

點(diǎn)評：該題考查了學(xué)生從資料中獲得有效信息的能力、實(shí)驗(yàn)分析能力、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算能力，綜合性強(qiáng)考查知識全面．