Question

研究性學(xué)習(xí)小組對某硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?xH₂O）熱分解研究，該小組同學(xué)稱取a g硫酸亞鐵晶體樣品按圖1高溫加熱，使其完全分解，對所得產(chǎn)物進行探究，并通過稱量裝置B質(zhì)量測出x的值．

（1）檢查整套裝置氣密性的操作及現(xiàn)象是

 

．
（2）裝置B中硫酸銅粉末（足量）變藍，質(zhì)量增加12.6g，說明產(chǎn)物中有

 

，裝置C中稀高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有

 

．
（3）實驗中要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x值

 

（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（4）硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中還有殘留紅棕色固體，已知分解還生成另一物質(zhì)SO₃，寫出FeSO₄分解的化學(xué)方程式：

 

．
（5）硫酸亞鐵溶液敞口放在試劑瓶溶液會變黃，同時溶液中還有褐色沉淀，寫出FeSO₄溶液變質(zhì)的化學(xué)方程式：

 

．
（6）裝置D中溶液為

 

，球形干燥管的作用

 

．
（7）某研究所利用熱分析儀對硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?xH₂O）進行熱分解，制成固體質(zhì)量-分解溫度的關(guān)系圖如圖2，根據(jù)圖2中有關(guān)數(shù)據(jù)，可計算出FeSO₄?xH₂O中的x=

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）檢查裝置的氣密性原理是根據(jù)裝置內(nèi)外的壓強差形成水柱或氣泡，據(jù)此解答；
（2）水遇硫酸銅粉末（足量）變藍，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
（3）實驗中要持續(xù)通入氮氣，把水蒸氣全部趕出，否則測出的x會偏��；
（4）FeSO₄的分解后裝置A中還有殘留紅棕色固體，即生成了氧化鐵，又還生成另一物質(zhì)SO₃，根據(jù)氧化還原反應(yīng)，還應(yīng)該有化合價減低的產(chǎn)物SO₂，配平即可；
（5）硫酸亞鐵溶液敞口放在試劑瓶溶液會變黃是因為亞鐵被氧化成三價鐵離子，同時溶液中還有褐色沉淀，說明生成了氫氧化鐵的沉淀，據(jù)此書寫方程式；
（6）裝置D主要是吸收產(chǎn)生的過多二氧化硫氣體防止污染空氣，球形干燥管的作用是：干燥氣體的作用并防止氫氧化鈉溶液倒吸；
（7）通過FeSO₄?xH₂O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個數(shù)比為1：2x，根據(jù)原子守恒計算；

解答： 解：（1）檢查裝置氣密性是否良好，用止水夾夾住E，微熱硬質(zhì)玻璃管，若D中管口處產(chǎn)生氣泡，冷卻后導(dǎo)管內(nèi)液面升高，說明裝置氣密性良好，
故答案為：用止水夾夾住E，微熱硬質(zhì)玻璃管，若D中管口處產(chǎn)生氣泡，冷卻后導(dǎo)管內(nèi)液面升高，說明裝置氣密性良好；
（2）水遇硫酸銅粉末（足量）變藍，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，故答案為：水；二氧化硫；
（3）實驗中要持續(xù)通入氮氣，把水蒸氣全部趕出，否則測出的x會偏小，故答案為：偏�。�
（4）FeSO₄的分解后裝置A中還有殘留紅棕色固體，即生成了氧化鐵，又還生成另一物質(zhì)SO₃，根據(jù)氧化還原反應(yīng)，還應(yīng)該有化合價減低的產(chǎn)物SO₂，方程式為2FeSO₄

△   .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑，
故答案為：2FeSO₄

△   .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（5）硫酸亞鐵溶液敞口放在試劑瓶溶液會變黃是因為亞鐵被氧化成三價鐵離子，同時溶液中還有褐色沉淀，說明生成了氫氧化鐵的沉淀，因此FeSO₄溶液變質(zhì)的化學(xué)方程式12FeSO₄+3O₂+6H₂O═4Fe₂（SO₄）₃+↓4Fe（OH）₃↓，故答案為：12FeSO₄+3O₂+6H₂O═4Fe₂（SO₄）₃+4Fe（OH）₃↓；
（6）裝置D主要是吸收產(chǎn)生的過多二氧化硫氣體防止污染空氣，故用氫氧化鈉溶液，球形干燥管的作用是：干燥氣體的作用并防止氫氧化鈉溶液倒吸，故答案為：氫氧化鈉溶液；防止氫氧化鈉溶液倒吸；
（7）通過FeSO₄?xH₂O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個數(shù)比為1：2x，
Fe₂O₃～2xH₂O
160     36x
8g     12.6g
x=7
故答案為：7．

點評：本題主要考查了學(xué)生根據(jù)實驗原理從資料中獲得有效信息的能力、實驗分析能力、根據(jù)化學(xué)式的計算能力等，難度較大．