Question

在中国古代，炼丹家以绿矾（FeSO₄•7H₂O为原料，放在炼丹炉中锻烧可制得绿矾油．绿矾油是一种无色粘稠液体，可用于除掉兵器上的铁锈．如图是2.78g绿矾隔绝空气受热分解时，所得固体产物的质量随温度变化的曲线．将加热产生的所有气体通入足量的BaCl₂溶液．得自色沉淀1.16g．

（1）绿矾油主要成份的化学式为          ．t₁～t₂．发生反应的化学方程式为                 ．

（2）若将2.88g草酸亚铁（FeC₂O₄）隔绝空气加热至100℃，得到1.44g黑色细粉，则可推知该黑色细粉为          ．

（3）以下是FeSO₄•7H₂O的实验室制备流理图．

根据题意完成下列填空：

①反应II需要100mL1． 5mol•L^﹣1的稀H₂SO₄溶解洁净的铁屑，用质量分数为98%、密度为1.84g•cm^﹣3的浓H₂SO₄配制．所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃捧、胶头滴管及             ．

②操作A的名称为              ．

③测定FeSO₄•7H₂O产品中Fe²⁺含量的常用方法是KMnO₄溶液滴定法．已知称取6.0g FeSO₄•7H₂O产品，配制成溶液，用硫酸酸化的0.2000mol•L^﹣1KMnO₄溶液滴定，消耗KMnO₄溶液的体积为20.00mL．发生反应的离子方程式为          ，计算上述样品中FeSO₄•7H₂O的质量分数为          （保留两位有效数字）．

Answer

（1）浓硫酸；2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2 ↑；

（2）FeO；（3）100mL容量瓶；过滤、洗涤；

5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；93%．

【解析】（1）根据元素守恒，及绿矾油是一种无色粘稠液体，可用于除掉兵器上的铁锈即能与氧化铁反应，可知绿矾油应为浓硫酸；2.78g的FeSO4•7H2O晶体的物质的量 =0.01mol，加热生成FeSO4时的质量为1.52g，再将FeSO4加热产生的所有气体通入足量的BaCl2溶液，得自色沉淀应为硫酸钡1.16g，即0.005mol，则说明产生三氧化硫为0.005mol，其质量为0.4g，得到铁的氧化物为0.8g，结合铁元素为0.01mol可知，该氧化物为Fe2O3，根据质量守恒可知，加热还产生二氧化硫的质量为1.52g﹣0.8g﹣0.4g=0.32g，即为0.005mol，所以发生反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2 ↑，

（2）2.88gFeC2O4中铁元素的质量=2.88g×=1.12g，

铁的氧化物中铁与氧两元素的质量比=1.12g：（1.44g﹣1.12g）=56：16，

铁的氧化物中铁与氧两元素的原子个数比=：=1：1，则该铁的氧化物是FeO，

（3）①根据配制一定物质的是浓度溶液的操作所需仪器可知，用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸，所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃捧、胶头滴管及100mL容量瓶，

②分离固体和液体通常用过滤的方法，过滤所得固体表面有可溶性杂质，通过洗涤除去，所以操作A为过滤、洗涤，

③酸性高锰酸钾溶液能将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，根据电子得失守恒有

5 FeSO4•7H2O～KMnO4，

5×278g 1mol

m（FeSO4•7H2O） 0.2000mol/L×0.02L

所以（FeSO4•7H2O）=0.2000mol/L×0.02L×278g=5.56g，

所以样品中FeSO4•7H2O的质量分数为×100%=93%，

【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，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．