Question

【題目】綠礬（FeSO47H2O）用途廣泛，可用作凈水劑，醫(yī)學(xué)上可用作補(bǔ)血?jiǎng)�，還可用于制顏料。

（1）綠礬是一種絮凝劑，利用其溶于水后生成的膠狀物對(duì)雜質(zhì)的____________，使雜質(zhì)沉降來(lái)達(dá)到凈水的目的。

（2）缺鐵會(huì)引起貧血，鐵是一種人體必需的__________（填“常量元素”或“微量元素”）。

（3）《本草綱目》中記載，綠礬“煅過(guò)變赤，則為絳礬”。絳礬是古代壁畫(huà)、彩塑中使用的一種紅色顏料。

某化學(xué)興趣小組同學(xué)對(duì)綠礬高溫分解的產(chǎn)物很感興趣，進(jìn)行了如下探究。

（查閱資料）

①綠礬高溫分解的產(chǎn)物是一種固態(tài)金屬氧化物和幾種氣態(tài)非金屬氧化物。

②在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，如果有元素化合價(jià)升高，同時(shí)就有元素化合價(jià)降低。

③無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)。

④硫有兩種常見(jiàn)的氧化物，部分性質(zhì)如下表：

硫的氧化物	熔點(diǎn)	沸點(diǎn)	水溶性	能否使高錳酸鉀溶液褪色
SO2	-75.5℃	-10℃	易溶于水	能
SO3	16.8℃	44.8℃	易溶于水	不能

（提出問(wèn)題）

《本草綱目》中記載綠礬“煅過(guò)變赤”，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證綠礬高溫分解確實(shí)產(chǎn)生紅色固體，說(shuō)明綠礬高溫分解產(chǎn)生的一種固態(tài)金屬氧化物是____________，那么產(chǎn)生的幾種氣態(tài)非金屬氧化物是什么呢？

（進(jìn)行猜想）猜想1：H2O 和____________；

猜想2：H2O 和SO3 ；

猜想3：H2O、SO2和SO3 。

甲同學(xué)認(rèn)為無(wú)需通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)即可判定猜想2錯(cuò)誤，理由是_______________________。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

乙同學(xué)用以下裝置檢驗(yàn)綠礬高溫分解產(chǎn)生的氣態(tài)非金屬氧化物：

需將綠礬高溫分解產(chǎn)生的氣體依次通過(guò)______________（填字母，且每套裝置限用一次）。

（分析現(xiàn)象）進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，觀察到A中試管內(nèi)溶液________，B中U形管內(nèi)固體________，D中U形管內(nèi)出現(xiàn)無(wú)色晶體，說(shuō)明猜想3正確。

（得出結(jié)論）綠礬高溫分解的化學(xué)方程式為_______________________________________。

（拓展延伸）生產(chǎn)硫酸最古老的方法是使綠礬高溫分解，將生成的SO3和H2O同時(shí)冷凝并發(fā)生反應(yīng)SO3+H2O=H2SO4 ，所以古代稱硫酸為“綠礬油”。假定SO3和H2O全部冷凝并充分反應(yīng)，SO2全部逸出，則通過(guò)這個(gè)方法得到的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】 吸附 微量元素 Fe2O3 SO2 若綠礬高溫分解產(chǎn)生的氣態(tài)非金屬氧化物是H2O 和SO3 ，則該反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)升高到+3價(jià)，只有元素化合價(jià)升高，沒(méi)有元素化合價(jià)降低 BDAC 褪色 變藍(lán) 2FeSO47H2OFe2O3+SO2↑+ SO3↑+14H2O↑ 29.5%

【解析】(1)綠礬是一種絮凝劑，利用其溶于水后生成的膠狀物能吸附水中的雜質(zhì)；(2)鐵是一種人體必需的微量元素之一；【提出問(wèn)題】綠礬（FeSO47H2O）高溫分解產(chǎn)生一種紅色固體金屬氧化物氧化鐵；【進(jìn)行猜想】根據(jù)三種猜想對(duì)比，可知猜想1：H2O和SO2；該反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)升高到+3價(jià)，若綠礬高溫分解產(chǎn)生的氣態(tài)非金屬氧化物是H2O 和SO3 ，則只有元素化合價(jià)升高，沒(méi)有元素化合價(jià)降低是錯(cuò)誤的；【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】無(wú)水硫酸銅遇水變成藍(lán)色的硫酸銅晶體，故B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)驗(yàn)證生成水并吸收水；根據(jù)二氧化硫和三氧化硫的熔沸點(diǎn)，結(jié)合圖中儀器的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)冰水時(shí)，三氧化硫會(huì)結(jié)晶析出；經(jīng)過(guò)裝置A，溶液褪色，說(shuō)明有二氧化硫，二氧化硫、三氧化硫會(huì)污染空氣，要用氫氧化鈉溶液吸收，故氣體通過(guò)的順序是：BDAC；【分析現(xiàn)象】進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，觀察到A中試管內(nèi)溶液褪色，說(shuō)明有二氧化硫生成；B中U形管內(nèi)固體變藍(lán)，說(shuō)明有水生成；D中U形管內(nèi)出現(xiàn)無(wú)色晶體，說(shuō)明猜想3正確；【得出結(jié)論】綠礬高溫分解生成氧化鐵、二氧化硫、三氧化硫和水，反應(yīng)的的化學(xué)方程式為2（FeSO47H2O）Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑；【拓展延伸】由2（FeSO47H2O）Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑；SO3+H2O=H2SO4可得：硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=100%=29.5%。

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