Question

13．醫學上經常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補鐵．某興趣小組對這種糖衣片產生了興趣，打算對藥片的糖衣所起作用等問題進行探究．
【提出問題】硫酸亞鐵糖衣片中糖衣的作用是什么？
【查閱資料】（1）亞鐵離子遇具有氧化性的物質易被氧化成鐵離子；
（2）亞鐵鹽溶于水時，會水解產生少量氫氧根離子而產生Fe（OH）₂沉淀．
（3）硫酸亞鐵晶體加熱會失去結晶水，高溫會繼續分解產生金屬氧化物和非金屬氧化物．
【提出猜想】藥片糖衣的作用除了包裝藥物外，還可能是隔絕空氣，防止藥品變質．
【探究一】利用廢水回收銅，制備硫酸亞鐵晶體并觀察其在空氣中的變化推斷糖衣的作用．

（1）固體甲中含有的物質是Fe、Cu；紅色固體是Cu；溶液乙中溶質是Al₂（SO₄）₃、FeSO₄．
（2）寫出步驟①的化學方程式：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ ；檢驗步驟①向廢液中加入A是否過量的方法是再滴加稀鹽酸看是否有氣泡；實驗中硫酸亞鐵溶液中沒有渾濁出現的原因可能是步驟②稀硫酸過量；
【探究二】某硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）熱分解研究
該興趣小組同學稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品按圖2高溫加熱，使其完全分解，對所得產物進行探究，并通過稱量裝置B質量測出x的值．
（3）①裝置B中硫酸銅粉末變藍，質量增加12.6g，說明產物中有水，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產物中還有SO₂．
②實驗中要持續通入氮氣，否則測出的x會偏小（填“偏大”、“偏小”或“不變”），原因是生成的部分水蒸氣會在裝置A處玻璃管內冷凝．
③硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，則裝置A中紅棕色固體是Fe₂O₃ ．
④小明從理論上分析得出硫酸亞鐵晶體分解還生成另一物質SO₃，請你說出他這樣判斷的理論依據每兩個FeSO₄分解生成1個Fe₂O₃后剩余S、O原子個數比為2：5不等于1：2，他打算向裝置D中滴入紫色石蕊試液檢驗，小紅認為此法不能達到實驗目的，小紅這樣判斷的理由是SO₂溶于水能夠生成亞硫酸．
（4）某研究所利用SDTQ600熱分析儀對硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）進行熱分解，獲得相關數據，繪制成固體質量--分解溫度的關系圖如圖2．
①圖3中T₃至T₄過程的化學反應方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
②計算FeSO₄•xH₂O中的x（寫出計算過程）

Answer 1

分析 運用金屬和鹽的置換反應及酸的性質解答（1）（2）兩個小題；運用無水硫酸銅遇水變藍色和高錳酸鉀因能氧化一些還原性氣體而褪色解答（3）題中的第①題；運用亞鐵鹽溶于水時，會水解產生少量氫氧根離子而產生Fe（OH）₂沉淀解答第②題；運用硫酸亞鐵晶體加熱會失去結晶水高溫會繼續分解產生金屬氧化物和非金屬氧化物和三氧化二鐵是紅棕色固體，能和稀鹽酸反應生成可溶性的物質解答③題；運用質量守恒定律和二氧化硫能和水反應解答④題；運用質量守恒定律和根據化學方程式的計算解答第（4）題．

解答 解：根據常識可知糖衣片的作用，故提出猜想答案：隔絕空氣，防止藥品變質；
（1）鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，鐵只能置換在金屬活動順序表中排在它后面的金屬，故鐵不和硫酸鋁反應，鐵過量．故答案：（1）Fe、Cu；Cu；Al₂（SO₄）₃、FeSO₄
（2）鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，亞鐵鹽溶于水時，會水解產生少量氫氧根離子而產生Fe（OH）₂沉淀，出現渾濁現象
Fe（OH）₂ 能與鹽酸反應，故（2）答案：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ ；再滴加稀鹽酸，看是否有氣泡；步驟②稀硫酸過量
（3）①無水硫酸銅遇水變藍色和高錳酸鉀因能氧化一些還原性氣體而褪色，故①答案：水；SO₂
②不充氮氣水蒸氣就不能全部從A中排出，故②答案：偏小  生成的部分水蒸氣會在裝置A處玻璃管內冷凝
③硫酸亞鐵晶體加熱會失去結晶水，高溫會繼續分解產生金屬氧化物和非金屬氧化物，結合A中固體呈紅棕色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液的信息，故③答案：Fe₂O₃
④根據質量守恒定律原子個數反應前后不改變，三氧化硫溶于水和水反應生成酸，但二氧化硫也能和水反應生成亞硫酸，故④答案：每兩個FeSO₄分解生成1個Fe₂O₃后剩余S、O原子個數比為2：5不等于1：2； SO₂溶于水能夠生成亞硫酸
（4）硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫故①答案：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑
②通過FeSO₄•xH₂O的化學式可知鐵原子和水的個數比為1：x，故答案：
  Fe₂O₃～2XH₂O
  160     36X
   8g     12.6g
$\frac{160}{8g}$=$\frac{36X}{12.6g}$
X=7．

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，綜合性強考查全面．