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7.8.34g FeSO4•7H2O样品在隔绝空气条件下受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示.下列说法中正确的是(  )
A.温度为78℃时固体物质M的化学式为FeSO4•5H2O
B.温度为159℃时固体物质N的化学式为FeSO4•3H2O
C.在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO4═FeO+SO3
D.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,Q的化学式为Fe2O3

分析 8.34g FeSO4•7H2O样品物质的量=$\frac{8.34g}{278g/mol}$=0.03mol,其中m(H2O)=0.03mol×7×18g/mol=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,结合质量的变化可确定在不同温度时加热后固体的化学式,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)=$\frac{0.72g}{16g/mol}$=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,铁的化合价升高,必有硫的化合价降低,即有二氧化硫生成,设SO2、SO3的物质的量分别为x、y,根据硫原子守恒及气体的质量列方程计算判断是否含有三氧化硫,以此解答该题.

解答 解:8.34g FeSO4•7H2O样品物质的量=$\frac{8.34g}{278g/mol}$=0.03mol,其中m(H2O)=0.03mol×7×18g/mol=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,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)=$\frac{0.72g}{16g/mol}$=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
A.温度为78℃时,固体质量为6.72g,其中m(FeSO4)=0.03mol×152g/mol=4.56g,m(H2O)=6.72g-4.56g=2.16g,n(H2O)=$\frac{2.16g}{18g/mol}$=0.12mol,则n(H2O):n(FeSO4)=0.12mol:0.03mol=4:1,则化学式为FeSO4•4H2O,故100℃时,M的化学式为FeSO4•4H2O,故A错误;
B.温度为l59℃时,固体质量为5.10g,其中m(FeSO4)=0.03mol×152g/mol=4.56g,m(H2O)=5.10g-4.56g=0.54g,n(H2O)=$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol,则n(H2O):n(FeSO4)=0.03mol:0.03mol=1:1,则化学式为FeSO4•H2O,故B错误;
C.N的化学式为FeSO4•H2O,P化学式为FeSO4,在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为:FeSO4•H2O$\frac{\underline{\;373℃\;}}{\;}$FeSO4+H2O,故C错误;
D.由上述分析可知,P化学式为FeSO4,Q的化学式为Fe2O3,铁的化合价升高,必有硫的化合价降低,即有二氧化硫生成,设SO2、SO3的物质的量分别为x、y,则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{64x+80y=4.56-2.4}\end{array}\right.$,解得x=y=0.015,所以方程式为:2FeSO4 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3↑,故D正确,
故选D.

点评 本题考查化学方程式的计算,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,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.

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