Question

18．探究硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）的化學式．
【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，先失去結晶水，高溫會繼續分解產生金屬氧化物和氣態非金屬氧化物．
【進行實驗】
該興趣小組同學稱取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數據，繪制成圖2所示關系圖．

【數據分析】
（1）T₃℃時，發生的化學反應為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+X↑+SO₃↑，其中X的化學式為SO₂．
（2）裝置D中氫氧化鈉溶液的作用是吸收二氧化硫和三氧化硫，防止大氣污染．
（3）已知FeSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+xH₂O；則x=7．（寫出計算過程）
【交流討論】實驗中要持續通入氮氣，否則測出的x值會偏小（填偏大、偏小或不變）．

Answer 1

分析 【數據分析】
（1）根據化學反應前后原子種類和數目不改變；
（2）根據氧化鐵的顏色、性質分析回答；
（3）根據質量守恒定律和化學式的意義進行計算．
【交流討論】根據實驗中要持續通入氮氣的作用，分析x的變化

解答 解：（1）反應前后鐵原子已經相等，所以X中不含鐵原子，從化學方程式看反應前后X中含有一個硫原子和兩個氧原子，故X是二氧化硫其化學式為SO₂；
（2）二氧化硫和三氧化硫都能和氫氧化鈉反應生成相應的鹽，故氫氧化鈉溶液的作用就是吸收二氧化硫和三氧化硫；
（3）由題意和圖象可知，生成水的質量是12.6g，生成的氧化鐵的質量是8g．
通過FeSO₄•xH₂O的化學式可知鐵原子和水的個數比為1：x
  Fe₂O₃～2xH₂O
  160    36x  
  8g     12.6g
$\frac{160}{8g}=\frac{36x}{12.6g}$
解得：x=7；
【交流討論】實驗中要持續通入氮氣，將生成的水蒸氣全部排出，否則測出的x值會偏小．
故答案為：
（1）SO₂
（2）吸收二氧化硫和三氧化硫，防止大氣污染．
（3）7   
【交流討論】偏小

點評 該題考查了學生從資料中獲得有效信息的能力、實驗分析能力、根據化學式的計算能力，綜合性強考查知識全面．