Question

4．某研究性學習小組對某硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•xH₂O）熱分解進行研究．該小組同學稱取a g硫酸亞鐵晶體樣品按如圖圖1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的質量測出x的值．

（1）將硫酸亞鐵晶體溶于水，加入某試劑可觀察到藍色沉淀，寫出該離子反應方程式3Fe²⁺+2Fe（CN）₆^3-=Fe₃[Fe（CN）₆ ]₂↓．
（2）A中玻璃儀器的名稱是硬質玻璃管，D裝置的作用是防止倒吸、吸收產生的過多二氧化硫氣體防止污染空氣．
（3）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，說明產物中還有二氧化硫．
（4）實驗中要持續通入氮氣的目的是水蒸氣全部趕進B裝置，被無水硫酸銅完全吸收，不進行該操作測出的x會偏小（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（5）硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中還殘留紅棕色固體Fe₂O₃．
（6）從理論上分析得出硫酸亞鐵分解還生成另一種物質SO₃，寫出FeSO₄分解的化學方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
（7）某研究所利用SDTQ 600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．根據兩種熱分解實驗的有關數據，可計算出FeSO₄•xH₂O中的x=7．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子遇到鐵氰化鉀溶液能產生藍色沉淀，據此書寫離子方程式；
（2）用酒精噴燈加熱，溫度較高，所以要用硬質玻璃管，裝置D主要是防止倒吸、吸收產生的過多二氧化硫氣體防止污染空氣；
（3）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
（4）實驗中要持續通入氮氣，把水蒸氣全部趕出，否則測出的x會偏小；
（6）FeSO₄的分解后裝置A中還有殘留紅棕色固體Fe₂O₃，又還生成另一物質SO₃，根據氧化還原反應，還應該有化合價減低的產物SO₂，配平即可；
（7）通過FeSO₄•xH₂O的化學式可知鐵原子和水的個數比為1：2x，根據原子守恒計算；

解答 解：（1）亞鐵離子遇到鐵氰化鉀溶液能產生藍色沉淀，反應的離子方程式為3Fe²⁺+2Fe（CN）₆^3-=Fe₃[Fe（CN）₆ ]₂↓，
故答案為：3Fe²⁺+2Fe（CN）₆^3-=Fe₃[Fe（CN）₆ ]₂↓；
（2）用酒精噴燈加熱，溫度較高，所以要用硬質玻璃管，A中玻璃儀器的名稱是硬質玻璃管，裝置D主要是防止倒吸、吸收產生的過多二氧化硫氣體防止污染空氣，
故答案為：硬質玻璃管；防止倒吸、吸收產生的過多二氧化硫氣體防止污染空氣；
（3）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，
故答案為：二氧化硫；
（4）實驗中要持續通入氮氣，把水蒸氣全部趕進B裝置，被無水硫酸銅完全吸收，否則測出的x會偏小，
故答案為：水蒸氣全部趕進B裝置，被無水硫酸銅完全吸收；偏小；
（5）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SO₃，根據氧化還原反應，還應該有化合價減低的產物SO₂，方程式為2FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑，
故答案為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（6）通過FeSO₄•xH₂O的化學式可知鐵原子和水的個數比為1：2x，
Fe₂O₃～2xH₂O
160     36x
8g     12.6g
x=7
故答案為：7．

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