Question

醫(yī)學上經常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補鐵．某興趣小組的同學對糖衣片中硫酸亞鐵晶體的制備和組成產生了興趣并對其進行探究．
探究Ⅰ：利用實驗室的廢水回收銅、制備硫酸亞鐵晶體．

（1）步驟①的化學方程式是

 

．
（2）固體甲中含有的物質是

 

；紅色固體是

 

；溶液乙中的溶質是

 

．
探究Ⅱ：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）硫酸亞鐵晶體加熱失去結晶水，高溫繼續(xù)分解產生金屬氧化物和氣態(tài)非金屬氧化物．
（3）亞鐵離子遇具有氧化性的物質易被氧化成鐵離子．
【進行實驗】該興趣小組同學稱取ag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(shù)據，繪制成圖2所示關系圖．

【數(shù)據分析】
（1）圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍，質量增加12.6g，說明產物中有

 

．
（2）實驗中要持續(xù)通入氮氣，否則測出的x值會（填“偏大”“偏小”或“不變）

 

．
（3）T₄℃時，硫酸亞鐵晶體經完全分解后裝置A中固體呈紅色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，則裝置A中紅色固體是（填化學式或名稱）

 

．
（4）請計算FeSO₄?xH₂O中的x．（寫出計算過程）
【交流討論】硫酸亞鐵糖衣片的糖衣除了用于包裝藥物外，還可能具有的作用是

 

．

Answer 1

考點：物質的相互轉化和制備,常見氣體的檢驗與除雜方法,金屬的化學性質,酸的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質的制備

分析：探究Ⅰ：從含有硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸銅的廢水中回收銅和硫酸亞鐵，加入的過量的金屬A應是鐵，根據鐵與硫酸銅的反應寫出①的反應的方程式，分析固體甲的成分及溶液乙中的溶質；
探究Ⅱ：【數(shù)據分析】（1）有無水硫酸銅粉末變藍，說明產物中有水；
（2）根據實驗中要持續(xù)通入氮氣的作用，分析x的變化；
（3）根據氧化鐵的顏色、性質分析回答；
（4）根據質量守恒定律和化學式的意義進行計算．
【交流討論】根據糖衣片能隔絕氧氣分析還具有的作用．

解答：解：探究Ⅰ：由題意可知，從含有硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸銅的廢水中回收銅和硫酸亞鐵，加入的過量的金屬A應是鐵．
（1）由上述分析可知，步驟①發(fā)生的反應是鐵與硫酸銅的反應，化學方程式是：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（2）由于鐵是過量的有剩余的鐵，還有生成的銅．所以，固體甲中含有的物質是Fe、Cu；紅色固體是Cu；由于鐵不能與硫酸鋁反應，所以溶液乙中的溶質是 Al₂（SO₄）₃、FeSO₄．
探究Ⅱ：
【數(shù)據分析】
（1）圖1裝置B中無水硫酸銅粉末變藍，質量增加12.6g，說明產物中有水，生成水的質量是12.6g．
（2）實驗中要持續(xù)通入氮氣，將生成的水蒸氣全部排出，否則測出的x值會偏�。�
（3）由題意可知，硫酸亞鐵晶體加熱會失去結晶水，高溫會繼續(xù)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，可判斷A中紅色固體是Fe₂O₃ ．
（4）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(shù)比為1：x
  Fe₂O₃～2xH₂O
  160    36x  
  8g     12.6g

160

36x

=

8g

12.6g

  解得：x=7
【交流討論】由于亞鐵離子遇具有氧化性的物質易被氧化成鐵離子的性質，所以，硫酸亞鐵糖衣片的糖衣除了用于包裝藥物外，還可能具有的作用是 防止亞鐵離子被氧化．
故答為：探究Ⅰ：（1）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；（2）Fe、Cu，Cu，Al₂（SO₄）₃、FeSO₄；
探究Ⅱ：（1）水；（2）偏��； （3）Fe₂O₃；（4）7；防止亞鐵離子被氧化．

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．