Question

13．甲是一種含有結晶水的鹽，由A、B、C、D、E五種元素組成，其中四種是短周期元素．甲溶于水后可電離出兩種陽離子和一種陰離子，其中A、B兩元素可形成10電子的陽離子．A元素原子核內質子數比E的少1，D、E處于同主族．
用甲進行如下實驗：
①取少量甲的晶體溶于蒸餾水配成溶液；
②取少量甲溶液于試管中滴入KSCN溶液，無現象，再滴入過氧化氫的酸性溶液，呈紅色；
③取少量甲溶液于試管中，向其中加入稀鹽酸后，再加入BaCl₂溶液，出現白色沉淀；
④取少量甲溶液于試管中加入適量NaOH溶液，加熱；
回答下列問題：
（1）實驗③可證明溶液中含有SO₄^2-．
（2）用離子方程式表示實驗②中現象的原因：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2H₂O+2Fe³⁺，Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃．
（3）實驗④中出現的現象是有白色絮狀沉淀生成，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；加熱有大量刺激性氣味氣體生成（或有能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體生成）．
（4）經測定甲晶體的摩爾質量為392g/mol，其中陽離子與陰離子物質的量之比為3：2，則甲晶體的化學式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．

Answer 1

分析 甲溶于水后可電離出三種離子，其中含有由A、B兩種元素形成的10電子陽離子，應為銨根離子，A元素原子核內質子數比E的少1，所以A不可能是H元素，應為N元素，則E是O，B為H元素，D、E處于同主族，D是S，取少量甲溶液于試管中滴入硫氰化鉀溶液，無現象，再滴入氯水，溶液呈紅色，則甲溶液肯定含有Fe²⁺，取少量甲溶液于試管中，向其中加入稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，出現白色沉淀，則甲溶液中含有SO₄^2-，綜上所述，甲溶液中含有Fe²⁺，SO₄^2-，NH₄⁺，陽離子與陰離子物質的量之比為3：2，甲的化學式可能是（NH₄）₂Fe（SO₄）₂，根據晶體的摩爾質量為392g/mol，可以得到甲晶體的化學式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，據所以C為Fe元素，以此解答該題．

解答 解：（1）取少量甲溶液于試管中，向其中加入稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，出現白色沉淀，則甲溶液中含有SO₄^2-，故答案為：SO₄^2-；
（2）甲溶液中含有Fe²⁺，加入過氧化氫發生H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2H₂O+2Fe³⁺，生成Fe³⁺，加入KSCN發生Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，溶液變成紅色，
故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2H₂O+2Fe³⁺；Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；
（3）少量甲溶液于試管中加入適量NaOH溶液，發生Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，有白色絮狀沉淀生成，進而發生4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，同時又氨氣生成，
故答案為：有白色絮狀沉淀生成，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；加熱有大量刺激性氣味氣體生成（或有能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體生成）；
（4）甲溶液中含有Fe²⁺，SO₄^2-，NH₄⁺，陽離子與陰離子物質的量之比為3：2，再根據化合價代數和為零可知，甲的化學式可能是（NH₄）₂Fe（SO₄）₂，因為晶體的摩爾質量為392g/mol，所以甲晶體中含有水分子數為$\frac{392-18×2-56-96×2}{18}$=6，所以晶體甲的化學式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，
故答案為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，側重考查學生的分析能力和計算能力，題目難度中等，本題注意根據反應的現象判斷物質，元素和物質推斷是解題的關鍵，答題時注意相關基礎知識的靈活運用．