Question

8．34gFeSO₄·7H₂O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图

所示。

请回答下列问题：

（1）试确定200℃时固体物质N的化学式：               。

（2）取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，写出该反应的化学方程式                         。

（3）某兴趣小组用如图所示装置设计实验，验证（2）中生成的气态物质，并测定已分解的P的质量(不考虑装置内空气的影响)。

①试剂X的名称是                     。

②按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c→                 。

③充分反应后，利用装置III中圆底烧瓶内混合物测定已分解的P的质量，其操作步骤为：第一步：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，直至沉淀完全；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重。第三步：继续烘干、冷却并称量直至连续两次称量的质量差不超过0．1g为止。若最终得到沉淀的质量为Wg，则已分解的P的质量                 (用含W的算式表示即可)。

Answer

（1）FeSO4•H2O（2）2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑

（3）品红溶液或溴水或高锰酸钾溶液 c→a→b→f→e→d

（w×2×152）/233g

【解析】

试题分析：（1）8.34g FeS04•7H20样品物质的量=8.34/278=0.03mol，其中m（H20）=0.03×7×18 =3.78g，如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g，可知在加热到373℃之前，晶体失去部分结晶水；温度为78℃时，固体质量为6.72g，其中m（FeS04）=0.03×152 =4.56g，m（H2O）=6.72g-4.56g=2.16g，n（H2O）=2.16/18=0.12mol，则n（H2O）：n（FeSO4）=0.12：0.03=4：1，则化学式为FeSO4•4H2O；温度为l59℃时，固体质量为5.10g，其中m（FeSO4）=0.03×152 =4.56g，m（H2O）=5.10g-4.56g=0.54g，n（H2O）=0.54/18=0.03mol，则n（H2O）：n（FeSO4）=0.03：0.03=1：1，则化学式为FeSO4•H2O；加热至373℃时，固体的质量为4.56g，说明结晶水全部失去；则200℃时固体物质N的化学式是FeSO4•H2O；

（2）加热至633℃时，固体的质量为2.40g，其中n（Fe）=n（ FeSO4•7H2O）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，则固体中m（O）=2.40g-1.68g=0.72g，n（O）=0.72/16=0.045mol，则n（Fe）：n（O）=0.03mol：0.045mol=2：3，则固体物质Q的化学式为Fe2O3，则取380℃时所得的样品，隔绝空气加热至650℃，铁的化合价升高，则硫的化合价降低，即有二氧化硫生成，设SO2、SO3的物质的量分别为x、y，x+y=0.03，64x+80y=4.56-2.40，则x=0.015， y=0.015，所以化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑；

（3）①试剂X可以是利用二氧化硫的漂白性选择品红溶液验证，也可以选择溴水或高锰酸钾溶液利用氧化性氧化二氧化硫反应褪色验证；②生成的气态物质为二氧化硫和三氧化硫气体，三氧化硫沸点较低冷却后变为液体，二氧化硫可以利用其还原性、漂白性选择试剂验证，剩余的二氧化硫污染空气需要吸收，所以装置连接顺序为：c→a→b→f→e→d；③沉淀为硫酸钡，依据硫元素守恒结合化学方程式定量关系可知

2FeSO4 ~ SO3 ~ BaSO4

2×152 233

m w

则m=（w×2×152）/233g。

【考点定位】考查化学方程式的计算，设计实验方案及探究实验

【名师点晴】本题考查设计实验方案及探究实验以及化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，注意把握物质的质量的变化关系，能读懂图象，从质量守恒的角度解答该题，难度较大。