Question

10．在熱的稀硫酸中溶解了11.4g FeSO₄固體，當加入50mL 0.5mol•L^-1 KNO₃溶液時，其中的Fe²⁺全部轉化成Fe³⁺，KNO₃也完全反應并放出N_xO_y氣體．
（1）推算出x=1；y=1．
（2）配平該反應的方程式：
6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄═3K₂SO₄+1Fe₂（SO₄）₃+2□（N_xO_y）+4H₂O（配平時x、y用具體數值表示，物質填在□中）．
（3）反應中氧化產物是Fe₂（SO₄）₃．
（4）用雙線橋法表示該反應中的電子轉移方向和數目：．
（5）硝酸的摩爾質量是63g/mol；3.4g氨氣是0.2mol，分子數是0.2N_A個，含氫原子0.6mol；在標準狀況下，4.48L CO₂是與6.4g O₂的物質的量相等．

Answer 1

分析 （1）判斷化合價降低的反應物是氧化劑、化合價升高的反應物是還原劑，根據氧化劑得到的電子等于還原劑失去的電子來求x和y；
（2）根據化合價升降總數相等和質量守恒來配平方程式；
（3）根據化合價升高的反應物是還原劑，其對應產物為氧化產物；
（4）雙線橋的箭頭始于反應物有關元素的原子或離子，箭頭指向發生化合價變化后生成物中對應元素的原子或離子或原子團，要標明電子的得失字樣及得失電子數目；
（5）摩爾質量以g/mol作單位，數值上等于其相對分子質量；
根據n=$\frac{m}{M}$計算氨氣的物質的量，根據N=nN_A計算氨氣分子數目，結合氨氣分子含有的H原子數目計算氫原子物質的量；
根據n=$\frac{m}{M}$計算二氧化碳的物質的量，再根據m=nM計算氧氣的質量．

解答 解：（1）n（FeSO₄）=11.4g/152g•mol^-1=0.075mol，KNO₃的物質的量為0.05L×0.5mol•L^-1=0.025mol，設NO₃^-與N_xO_y中N元素化合價差為a，根據得失電子總數相等的原則，可得關系式：0.075×1=0.025×a，所以a=3即N_xO_y中N元素化合價為+2價，N_xO_y為NO，所以x=y=1，
故答案為：1；1；
（2）FeSO₄中鐵的化合價由+2價升高為+3價，變化1，KNO₃中氮的化合價由+5價降低為+2價，變化3，化合價升降總數相等和質量守恒來配平方程式：6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄=3Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+2NO↑+4H₂O，
故答案為：6；2；4；3；1；2；4；
（3）FeSO₄中鐵的化合價由+2價升高為+3價，是還原劑，所以對應的產物Fe₂（SO₄）₃是氧化產物，
故答案為：Fe₂（SO₄）₃；
（4）雙線橋的箭頭始于反應物有關元素的原子或離子，箭頭指向發生化合價變化后生成物中對應元素的原子或離子或原子團，要標明電子的得失字樣及得失電子數目，此反應用雙線橋法表示如下：，
故答案為：；
（5）硝酸的摩爾質量為63g/mol；
3.4g氨氣的物質的量=$\frac{3.4g}{17g/mol}$=0.2mol，
含有分子數目=0.2mol×N_Amol^-1=0.2N_A，
含有H原子物質的量=0.2mol×3=0.6mol；
標況下，4.48L CO₂的物質的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
與其等物質的量的氧氣的質量=0.2mol×32g/mol=6.4g，
故答案為：43g/mol；0.2；0.2N_A；0.6；6.4．

點評 本題主要考查了氧化還原反應的配平、氧化產物的判斷及分析氧化還原反應用，題目難度中等，注意基礎知識的掌握，明確元素的化合價變化來分析是解答本題的關鍵．