Question

(12分)手持技术又称掌上技术，是由数据采集器、传感器和配套的软件成
的定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统。某研究小组利用手持技术，获得8.34gFeS0₄·7H₂0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78℃时固体物质M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且两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16，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的质量为                 （填计算式）。
④上述测得P的质量比实际分解质量要小，原因是              。

Answer 1

（1）FeS0₄·4H₂0 （2）2FeSO₄Fe₂O₃＋SO₂↑＋SO₃↑
（3）①品红溶液或溴水或酸性高锰酸钾溶液 
②abfed  ③
④由于生成的三氧化硫并没有完全被吸收，导致生成的硫酸钡质量减少

解析试题分析：（1）8.34gFeS0₄·7H₂0的物质的量是8.34g÷278g/mol＝0.03mol，78℃是固体质量减少了8.34g－6.72g＝1.62g，即相当于水的物质的量是1.62g÷18g/mol＝0.09mol，所以固体中含有的结晶水是0.03mol×7－0.09mol＝0.12mol，则化合物中含有的水分子个数是0.12mol÷0.03mol＝4，则化学式是FeS0₄·4H₂0。
（2）固体加热到373℃时固体质量减少了8.34g－4.56g＝3.78g，即相当于水的物质的量是3.78g÷18g/mol＝0.21mol，这说明此时水已经完全失去。又因为两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16，所以该物质是二氧化硫和三氧化硫，因此反应的化学方程式是2FeSO₄Fe₂O₃＋SO₂↑＋SO₃↑。
（3）①二氧化硫具有漂白性和还原性，所以检验二氧化硫可以用品红溶液或溴水或酸性高锰酸钾溶液。
②三氧化硫溶于水生成硫酸，所以首先要通过冷却水得到三氧化硫，又因为二氧化硫是大气污染物，需要尾气处理，所以正确的顺序是cabfed。
③根据题意最终得到的白色沉淀是硫酸钡，由于生成的硫酸来自于三氧化硫，所以根据S原子守恒可知，分解的硫酸亚铁的质量是。
④由于生成的三氧化硫并没有完全被吸收，导致生成的硫酸钡质量减少，所以测得P的质量比实际分解质量要小。
考点：考查硫酸亚铁晶体分解的有关判断和计算、SO₂的检验、三氧化硫的分离等
点评：固体是高考中的常见题型，属于较难的实验题。试题既有定性的分析，也有定量的计算，学生不易得分。本题用图表表述化学过程或呈现背景信息是化学常用的表达方式。图表往往拥有较大的信息存储量，能够很全面地考查学生分析、比较、概括、归纳问题的能力。