Question

【題目】綠礬（FeSO47H2O）用途廣泛，可用作凈水劑，醫(yī)學上可用作補血劑，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雜質的____________，使雜質沉降來達到凈水的目的。

（2）缺鐵會引起貧血，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“煅過變赤，則為絳礬”。絳礬是古代壁畫、彩塑中使用的一種紅色顏料。

某化學興趣小組同學對綠礬高溫分解的產物很感興趣，進行了如下探究。

（查閱資料）

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

②在一個化學反應中，如果有元素化合價升高，同時就有元素化合價降低。

③無水硫酸銅遇水變藍。

④硫有兩種常見的氧化物，部分性質如下表：

硫的氧化物	熔點	沸點	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

（提出問題）

《本草綱目》中記載綠礬“煅過變赤”，經實驗驗證綠礬高溫分解確實產生紅色固體，說明綠礬高溫分解產生的一種固態(tài)金屬氧化物是____________，那么產生的幾種氣態(tài)非金屬氧化物是什么呢？

（進行猜想）猜想1：H2O 和____________；

猜想2：H2O 和SO3 ；

猜想3：H2O、SO2和SO3 。

甲同學認為無需通過進一步實驗即可判定猜想2錯誤，理由是_______________________。

（設計實驗）

乙同學用以下裝置檢驗綠礬高溫分解產生的氣態(tài)非金屬氧化物：

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

（分析現象）進行上述實驗，觀察到A中試管內溶液________，B中U形管內固體________，D中U形管內出現無色晶體，說明猜想3正確。

（得出結論）綠礬高溫分解的化學方程式為_______________________________________。

（拓展延伸）生產硫酸最古老的方法是使綠礬高溫分解，將生成的SO3和H2O同時冷凝并發(fā)生反應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，SO2全部逸出，則通過這個方法得到的硫酸的質量分數為____________（計算結果保留一位小數）。

Answer 1

【答案】 吸附 微量元素 Fe2O3 SO2 若綠礬高溫分解產生的氣態(tài)非金屬氧化物是H2O 和SO3 ，則該反應中鐵元素的化合價由+2價升高到+3價，只有元素化合價升高，沒有元素化合價降低 BDAC 褪色 變藍 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；(2)鐵是一種人體必需的微量元素之一；【提出問題】綠礬（FeSO47H2O）高溫分解產生一種紅色固體金屬氧化物氧化鐵；【進行猜想】根據三種猜想對比，可知猜想1：H2O和SO2；該反應中鐵元素的化合價由+2價升高到+3價，若綠礬高溫分解產生的氣態(tài)非金屬氧化物是H2O 和SO3 ，則只有元素化合價升高，沒有元素化合價降低是錯誤的；【設計實驗】無水硫酸銅遇水變成藍色的硫酸銅晶體，故B中無水硫酸銅變藍驗證生成水并吸收水；根據二氧化硫和三氧化硫的熔沸點，結合圖中儀器的特點，經過冰水時，三氧化硫會結晶析出；經過裝置A，溶液褪色，說明有二氧化硫，二氧化硫、三氧化硫會污染空氣，要用氫氧化鈉溶液吸收，故氣體通過的順序是：BDAC；【分析現象】進行上述實驗，觀察到A中試管內溶液褪色，說明有二氧化硫生成；B中U形管內固體變藍，說明有水生成；D中U形管內出現無色晶體，說明猜想3正確；【得出結論】綠礬高溫分解生成氧化鐵、二氧化硫、三氧化硫和水，反應的的化學方程式為2（FeSO47H2O）Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑；【拓展延伸】由2（FeSO47H2O）Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑；SO3+H2O=H2SO4可得：硫酸的質量分數=100%=29.5%。

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