Question

7．甲、乙都是二元固體化合物，將32g的粉末加入足量濃硝酸并加熱，完全溶解得藍色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過濾、洗滌、干燥得沉淀46.6g；濾液中再滴加NaOH溶液，又出現(xiàn)藍色沉淀．
含乙的礦石自然界中儲量較多，稱取一定量的乙，加入稀鹽酸使其完全溶解，溶液分為A、B兩等分，向A中加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌、灼燒得到紅棕色固體28g，經(jīng)分析乙與紅棕色固體組成元素相同，向B中加入8.0g銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得固體1.6g．
（1）寫出構(gòu)成甲的陰離子的結(jié)構(gòu)示意圖，32g甲在足量濃硝酸中反應轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A．
（2）乙的化學式Fe₇O₉；稀硫酸溶解乙的化學方程式9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O．
（3）將甲在足量氧氣中充分灼燒的氣體產(chǎn)物通入一定量A溶液中，該反應的離子方程式為SO₂+Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，設計實驗證明此步反應后的溶液中金屬元素的化合價取反應后的溶液兩份于試管中，向一份中加入酸化的KMnO₄溶液，若溶液褪色，原有Fe²⁺離子．向另一份中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色溶液，則原有+3價鐵離子．

Answer 1

分析 將32g甲的粉末加入足量濃硝酸并加熱，完全溶解得藍色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過濾、洗滌、干燥得沉淀46.6g，該沉淀為硫酸鋇，其物質(zhì)的量為：$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根據(jù)質(zhì)量守恒可知甲中含有0.2molS原子；濾液中再滴加NaOH溶液，又出現(xiàn)藍色沉淀，該藍色沉淀為氫氧化銅，說明甲中含有Cu離子，32g甲中含有銅元素的物質(zhì)的量為：$\frac{32g-32g/mol×0.2mol}{64g/mol}$=0.4mol，則甲的化學式為：Cu₂S；
含乙的礦石自然界中儲量較多，稱取一定量乙，加入稀鹽酸使其全部溶解，溶液分為A、B兩等份，向A中加入足量氫氧化鈉溶液，過濾、洗滌、灼燒得紅棕色固體28g，該紅棕色固體為Fe₂O₃，氧化鐵含有鐵元素的物質(zhì)的量為額：$\frac{28g}{160g/mol}$×2=0.35mol，可能為鐵離子和亞鐵離子的混合物；經(jīng)分析乙與紅棕色固體的組成元素相同，則乙中含有Fe、O元素；向B中加入8.0g銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體1.6g，反應消耗銅的物質(zhì)的量為：$\frac{8.0g-1.6g}{64g/mol}$=0.1mol，根據(jù)反應2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，0.1mol銅完全反應消耗0.2molFe³⁺；所以乙與鹽酸反應生成的為0.2molFe³⁺、0.15molFe²⁺，鐵的平均化合價為：$\frac{0.2mol×3+0.15mol×2}{0.35mol}$=$\frac{18}{7}$，則乙的化學式為：Fe₇O₉，據(jù)此分析解答．

解答 解：將32g甲的粉末加入足量濃硝酸并加熱，完全溶解得藍色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過濾、洗滌、干燥得沉淀46.6g，該沉淀為硫酸鋇，其物質(zhì)的量為：$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根據(jù)質(zhì)量守恒可知甲中含有0.2molS原子；濾液中再滴加NaOH溶液，又出現(xiàn)藍色沉淀，該藍色沉淀為氫氧化銅，說明甲中含有Cu離子，32g甲中含有銅元素的物質(zhì)的量為：$\frac{32g-32g/mol×0.2mol}{64g/mol}$=0.4mol，則甲的化學式為：Cu₂S；
含乙的礦石自然界中儲量較多，稱取一定量乙，加入稀鹽酸使其全部溶解，溶液分為A、B兩等份，向A中加入足量氫氧化鈉溶液，過濾、洗滌、灼燒得紅棕色固體28g，該紅棕色固體為Fe₂O₃，氧化鐵含有鐵元素的物質(zhì)的量為額：$\frac{28g}{160g/mol}$×2=0.35mol，可能為鐵離子和亞鐵離子的混合物；經(jīng)分析乙與紅棕色固體的組成元素相同，則乙中含有Fe、O元素；向B中加入8.0g銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體1.6g，反應消耗銅的物質(zhì)的量為：$\frac{8.0g-1.6g}{64g/mol}$=0.1mol，根據(jù)反應2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，0.1mol銅完全反應消耗0.2molFe³⁺；所以乙與鹽酸反應生成的為0.2molFe³⁺、0.15molFe²⁺，鐵的平均化合價為：$\frac{0.2mol×3+0.15mol×2}{0.35mol}$=$\frac{18}{7}$，則乙的化學式為：Fe₇O₉，

（1）甲為Cu₂S，甲中陰離子為硫離子，硫離子結(jié)構(gòu)示意圖為：；32gCu₂S的物質(zhì)的量為：$\frac{32g}{160g/mol}$=0.2mol，濃硝酸足量，Cu元素從+1轉(zhuǎn)化成+2價、硫元素從-2轉(zhuǎn)化成+6價，則反應中失去電子總物質(zhì)的量為：0.2mol×2×（2-1）+0.2mol×[6-（-2）]=2mol，反應轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為2N_A；
故答案為：；2N_A；
（2）根據(jù)分析可知，乙的化學式為：Fe₇O₉；稀硫酸與乙反應的化學方程式為：9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O，
故答案為：Fe₇O₉；9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O；
（3）甲在足量氧氣中充分灼燒的氣體產(chǎn)物為二氧化硫，將二氧化硫通入一定量A溶液中，該反應的離子方程式：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；該反應后溶液中含有亞鐵離子，檢驗亞鐵離子的方法為：取反應后的溶液兩份于試管中，向一份中加入酸化的KMnO₄溶液，若褪色，則含有+2價鐵，向另一份中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色溶液，則含有+3價鐵，
故答案為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取反應后的溶液兩份于試管中，向一份中加入酸化的KMnO₄溶液，若褪色，則含有+2價鐵，向另一份中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色溶液，則含有+3價鐵．

點評 本題考查了物質(zhì)推斷、性質(zhì)實驗方案的設計、混合物反應的計算，題目難度中等，正確推斷甲和乙的化學式為解答關(guān)鍵，注意掌握常見反應化學方程式的書寫原則，明確性質(zhì)實驗方案設計的方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力，題目難度中等．