Question

【题目】绿矾（FeSO47H2O）用途广泛，可用作净水剂，医学上可用作补血剂，还可用于制颜料。

（1）绿矾是一种絮凝剂，利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的____________，使杂质沉降来达到净水的目的。

（2）缺铁会引起贫血，铁是一种人体必需的__________（填“常量元素”或“微量元素”）。

（3）《本草纲目》中记载，绿矾“煅过变赤，则为绛矾”。绛矾是古代壁画、彩塑中使用的一种红色颜料。

某化学兴趣小组同学对绿矾高温分解的产物很感兴趣，进行了如下探究。

（查阅资料）

①绿矾高温分解的产物是一种固态金属氧化物和几种气态非金属氧化物。

②在一个化学反应中，如果有元素化合价升高，同时就有元素化合价降低。

③无水硫酸铜遇水变蓝。

④硫有两种常见的氧化物，部分性质如下表：

硫的氧化物	熔点	沸点	水溶性	能否使高锰酸钾溶液褪色
SO2	-75.5℃	-10℃	易溶于水	能
SO3	16.8℃	44.8℃	易溶于水	不能

（提出问题）

《本草纲目》中记载绿矾“煅过变赤”，经实验验证绿矾高温分解确实产生红色固体，说明绿矾高温分解产生的一种固态金属氧化物是____________，那么产生的几种气态非金属氧化物是什么呢？

（进行猜想）猜想1：H2O 和____________；

猜想2：H2O 和SO3 ；

猜想3：H2O、SO2和SO3 。

甲同学认为无需通过进一步实验即可判定猜想2错误，理由是_______________________。

（设计实验）

乙同学用以下装置检验绿矾高温分解产生的气态非金属氧化物：

需将绿矾高温分解产生的气体依次通过______________（填字母，且每套装置限用一次）。

（分析现象）进行上述实验，观察到A中试管内溶液________，B中U形管内固体________，D中U形管内出现无色晶体，说明猜想3正确。

（得出结论）绿矾高温分解的化学方程式为_______________________________________。

（拓展延伸）生产硫酸最古老的方法是使绿矾高温分解，将生成的SO3和H2O同时冷凝并发生反应SO3+H2O=H2SO4 ，所以古代称硫酸为“绿矾油”。假定SO3和H2O全部冷凝并充分反应，SO2全部逸出，则通过这个方法得到的硫酸的质量分数为____________（计算结果保留一位小数）。

Answer 1

【答案】 吸附 微量元素 Fe2O3 SO2 若绿矾高温分解产生的气态非金属氧化物是H2O 和SO3 ，则该反应中铁元素的化合价由+2价升高到+3价，只有元素化合价升高，没有元素化合价降低 BDAC 褪色 变蓝 2FeSO47H2OFe2O3+SO2↑+ SO3↑+14H2O↑ 29.5%

【解析】(1)绿矾是一种絮凝剂，利用其溶于水后生成的胶状物能吸附水中的杂质；(2)铁是一种人体必需的微量元素之一；【提出问题】绿矾（FeSO47H2O）高温分解产生一种红色固体金属氧化物氧化铁；【进行猜想】根据三种猜想对比，可知猜想1：H2O和SO2；该反应中铁元素的化合价由+2价升高到+3价，若绿矾高温分解产生的气态非金属氧化物是H2O 和SO3 ，则只有元素化合价升高，没有元素化合价降低是错误的；【设计实验】无水硫酸铜遇水变成蓝色的硫酸铜晶体，故B中无水硫酸铜变蓝验证生成水并吸收水；根据二氧化硫和三氧化硫的熔沸点，结合图中仪器的特点，经过冰水时，三氧化硫会结晶析出；经过装置A，溶液褪色，说明有二氧化硫，二氧化硫、三氧化硫会污染空气，要用氢氧化钠溶液吸收，故气体通过的顺序是：BDAC；【分析现象】进行上述实验，观察到A中试管内溶液褪色，说明有二氧化硫生成；B中U形管内固体变蓝，说明有水生成；D中U形管内出现无色晶体，说明猜想3正确；【得出结论】绿矾高温分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水，反应的的化学方程式为2（FeSO47H2O）Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑；【拓展延伸】由2（FeSO47H2O）Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑；SO3+H2O=H2SO4可得：硫酸的质量分数=100%=29.5%。

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