Question

20．硫酸亞鐵是一種重要的食品和飼料添加劑，某補血劑樣品 主要成分為硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O），某化學興趣小組對其產(chǎn)生了興趣并進行了探究：
【探究一】硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）熱分解研究
【查閱資料】
1無水硫酸銅粉末遇水會變成藍色的硫酸銅晶體；
2硫酸亞鐵晶體加熱時，先失去結(jié)晶水，高溫會繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和氣態(tài)非金屬氧化物．
3二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色．
【進行實驗】該興趣小組同學稱取27.8g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所示的關(guān)系圖，試回答：

（1）裝置B中硫酸銅粉末變藍，說明產(chǎn)物中有水，該物質(zhì)的質(zhì)量是12.6gg；裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有SO₂；硫酸亞鐵晶體完全分解后，裝置A中的固體呈紅棕色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，且得到黃色溶液，則該紅棕色固體與稀鹽酸反應(yīng)的化學方程式為Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．
（2）D裝置中球形干燥管的作用是防止NaOH溶液倒吸．
（3）硫酸亞鐵分解生成鐵的氧化物和硫的兩種氧化物，請寫出化學反應(yīng)方程式2FeSO₄=Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
（4）根據(jù)圖2中的數(shù)據(jù)，請求出FeSO₄•xH₂O中的x=7．（不寫過程）
【交流討論】實驗中要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x會偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”）．
【探究二】補血劑樣品中硫酸亞鐵的含量：
①取10g補血劑樣品研細后溶于40g水中，研細的目的是增大接觸面積，使其充分溶解；
②向所配制的溶液中加氯化鋇溶液至略過量，使其充分反應(yīng)；
③過濾，洗滌，干燥，稱量所得白色固體的質(zhì)量為6.99g．
請計算出10g樣品中FeSO₄的質(zhì)量分數(shù)，寫出計算過程．
（已知：FeSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+FeCl₂，有關(guān)相對分子質(zhì)量：FeSO₄-152，BaSO₄-233）

Answer 1

分析 探究一：為回收廢水中的銅，可以使用活動性比銅活潑的金屬比如鐵將其置換出來；然后依據(jù)反應(yīng)流程圖分析所加入的金屬和生成物，寫出反應(yīng)方程式；無水硫酸銅白色粉末遇水變藍，故常用來檢驗水的存在，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變及紅棕色固體可與稀鹽酸反應(yīng)生成黃色溶液分析解答；硫酸亞鐵分解生成的二氧化硫能造成空氣污染，可以使用氫氧化鈉溶液將其除去．
探究二：根據(jù)反應(yīng)的化學方程式結(jié)合題干提供的數(shù)據(jù)進行解答．

解答 解：【探究一】
（1）無水硫酸銅白色粉末遇水變藍，生成的水的質(zhì)量為：27.8g-15.2g=12.6g；C中高錳酸鉀溶液褪色，所以根據(jù)題意可知，硫酸亞鐵晶體能分解生成二氧化硫；
氧化鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，故答案為：水；12.6g；SO₂；Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．
（2）把球形干燥管插入氫氧化鈉溶液中的作用是防止液體倒吸，反應(yīng)生成的二氧化硫是空氣污染氣體，可以使用氫氧化鈉溶液將其吸收；
故答案為：防止NaOH溶液倒吸．
（3）硫酸亞鐵晶體分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫，故答案為：2FeSO₄=Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（4）硫酸亞鐵的質(zhì)量為15.2g，水的質(zhì)量為12.6g
FeSO₄--xH₂O
152      18x
15.2g   12.6g
$\frac{152}{18x}=\frac{15.2g}{126g}$
x=7
故答案為：7；
【交流討論】實驗中要持續(xù)通入氮氣，否則是的質(zhì)量偏小，測出的x會偏小，故答案為：偏��；
【探究二】
①取10g補血劑樣品研細后溶于40g水中，研細的目的是增大接觸面積，使其充分溶解，故填：增大接觸面積，使其充分溶解；
②向所配制的溶液中加氯化鋇溶液至略過量，使其充分反應(yīng)；
③過濾，洗滌，干燥，稱量所得白色固體的質(zhì)量為6.99g．
請計算出10g樣品中FeSO₄的質(zhì)量分數(shù)，寫出計算過程．設(shè)硫酸亞鐵的質(zhì)量為x
FeSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+FeCl₂
152         233
x           6.99g
$\frac{152}{233}=\frac{x}{6.99g}$
x=4.56g
硫酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{4.56g}{10g}×100%$=45.6%
故答案為：45.6%．

點評 本題是一道實驗探究題，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，考查了常見金屬的性質(zhì)以及某些鹽的性質(zhì)，解答時要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識細心分析解答．