Question

8.34g FeSO₄?7H₂O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫度變化的曲線）如下圖所示．請回答下列問題：

（1）試通過計算確定78℃時固體物質M的化學式為

 

．（要求寫出計算過程）
（2）取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，得到一種固體物質Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同、相對分子質量相差16，寫出該反應的化學方程式

 

．
（3）某興趣小組用如圖所示裝置設計實驗，驗證（2）中生成的氣態(tài)物質，并測定已分解的P的質量（不考慮裝置內空氣的影響）．

①試劑X的名稱是

 

．
②按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→

 

．
③充分反應后，利用裝置Ⅲ中圓底燒瓶內混合物測定已分解的P的質量，其操作步驟為：第一步：向圓底燒瓶中逐滴加入氯化鋇溶液，直至沉淀完全；第二步：過濾混合物，在過濾器上將沉淀洗凈后，烘干并冷卻至室溫，稱重．第三步：繼續(xù)烘干、冷卻并稱量直至連續(xù)兩次稱量的質量差不超過0.1g為止．若最終得到沉淀的質量為W g，則已分解的P的質量為

 

 g （列出計算式即可）．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,鐵及其化合物的性質實驗

專題：實驗探究和數(shù)據處理題

分析：（1）依據圖象數(shù)據和綠礬加熱失去結晶水質量變化計算分析判斷；
（2）依據隔絕空氣加熱至650℃，得到一種紅棕色的物質Q，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質量相差16判斷生成產物為氧化鐵，二氧化硫，三氧化硫．原子守恒配平化學方程式；
（3）①剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；
②依據分解產物中的氣體為二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證；
③裝置Ⅲ中圓底燒瓶內是三氧化硫，加入氯化鋇全部反應生成硫酸鋇沉淀，根據沉淀質量計算物質的量，結合化學方程式計算分解的硫酸亞鐵質量；
④測得已分解的P的質量比實際分解質量要小可能是裝置中的氣體為被趕凈到Ⅱ、Ⅲ中；

解答： 解：（1）依據圖象分析在78℃時固體質量變?yōu)?.72g，綠礬加熱失去結晶水，質量減小，
設失去結晶水x個，則8.34g FeS0₄?7H₂0樣品物質的量=

8.34g

278g/mol

=0.03mol，
FeSO₄?7H₂O

△   .

FeSO₄?（7-x）H₂O+xH₂O
0.03mol                        0.03xmol
依據加熱分解減少的是水的質量列式：0.03xmol×18g/mol=8.34g-6.72g=1.62g
x=3
所以加熱到78℃時固體為FeSO₄?4H₂O，
故答案為：FeSO₄?4H₂O；
（2）晶體全部失去結晶水得到固體質量為8.34g-0.03mol×7×18g/mol=4.56g；對應溫度為633°C；取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，結晶水乙全部失去，硫酸亞鐵受熱分解得到一種紅棕色的物質Q判斷為Fe₂O₃，同時有兩種無色氣體生成且兩種氣體的組成元素相同，摩爾質量相差16，判斷為SO₂，SO₃，所以反應的化學方程式為：2 FeSO₄

高溫  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
故答案為：2 FeSO₄

高溫  .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（3）①試劑X的名稱可以是利用二氧化硫的漂白性選擇品紅溶液驗證；
故答案為：品紅溶液；
②中生成的氣態(tài)物質為二氧化硫和三氧化硫氣體，三氧化硫沸點較低冷卻后變?yōu)橐后w，二氧化硫可以利用其還原性、漂白性選擇試劑驗證，剩余的二氧化硫污染空氣需要吸收；裝置連接順序為：c→a→b→f→e→d，
故答案為：a→b→f→e→d；
③第一步：向圓底燒瓶中逐滴加入氯化鋇溶液，直至沉淀完全；第二步：過濾混合物，在過濾器上將沉淀洗凈后，烘干并冷卻至室溫，稱重．第三步：繼續(xù)烘干、冷卻并稱量直至連續(xù)兩次稱量的質量差不超過0.1g為止．若最終得到沉淀的質量為W g，沉淀為硫酸鋇，依據硫元素守恒結合化學方程式定量關系可知，
 2FeSO₄～SO₃～BaSO₄
 2               1
 n（FeSO₄）    

wg

233g/mol

已分解的硫酸亞鐵物質的量為

2W

233g/mol

，
質量=

2W

233g/mol

×152g/mol=

W×152×2

233

g
故答案為：

W×152×2

233

g；

點評：本題考查了圖象分析計算，實驗驗證的裝置連接原理，二氧化硫性質的應用，注意實驗過程分析判斷，掌握物質性質和數(shù)據分析是解題關鍵，題目難度較大．