Question

【題目】綠礬（FeSO47H2O）用途廣泛，可用作凈水劑，醫學上可用作補血劑，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金屬氧化物和幾種氣態非金屬氧化物。

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金屬氧化物是____________，那么產生的幾種氣態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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