Question

【題目】淺綠色鹽X僅含四種元素，不含結晶水，M(X)<908gmol-1，某小組為了探究X的組成和性質，設計并完成了如下實驗

上述實驗中，得到23.3g白色沉淀 E、28.8g紅色固體G和12.8g紅色固體H。

已知：①X分解成A、B、C的反應為非氧化還原反應；

②常溫下B呈液態且1個B分子含有10個電子。

請回答如下問題：

(1)寫出B分子的電子式_______________；X的化學式是__________。

(2)在隔絕空氣、570℃溫度下加熱X至完全分解的化學反應方程式為：__________。

(3)請寫出G溶于D溶液的離子方程式：_________________。

(4)請設計實驗檢驗固體C中是否仍含有X：___________________。

Answer 1

【答案】 Cu4(OH)6SO4 Cu4(OH)6SO44CuO+SO3↑+3H2O↑ Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 取少量樣品于試管中，加入足量稀鹽酸溶解，再加入少量BaCl2溶液，若產生白色沉淀則樣品中含有X，反之則沒有。

【解析】

淺綠色鹽X在570℃、隔絕空氣條件下受熱分解為非氧化還原反應，得到A、B和黑色固體C，常溫下B呈液態且1個B分子含有10個電子，B為H2O，A和水反應生成的D能和氯化鋇反應生成白色沉淀E，E只能為BaSO4，則D為H2SO4，A是SO3；23.3g白色沉淀E的物質的量為0.1mol，黑色固體C可能為Fe3O4、CuO、C等，黑色固體C隔絕空氣在1000℃反應生成氣體F和紅色固體G，G能和H2SO4反應生成紅色固體和藍色溶液應為Cu2O在酸性溶液中的歧化反應，Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O，所以黑色固體C為CuO，G為Cu2O，氣體F為O2，紅色H為Cu，藍色溶液I為CuSO4，然后結合反應產生的物質的質量計算物質的量，利用物質的量的比等于原子個數比，結合其不含有結晶水，確定X的化學式，并進行有關解答。

根據上述分析可知A是SO3，B是H2O，C是CuO，D是H2SO4，E是BaSO4，F是O2，G為Cu2O，H為Cu，I為CuSO4，X是含有Cu、H、O、S四種元素的化合物。

(1)B為H2O，水分子中H、O原子之間以共價鍵結合，電子式為：；根據元素守恒可知，在淺綠色鹽X中n(Cu)=2n(Cu2O)=2×=0.4mol，n(CuO)=0.4mol，n(S)=n(BaSO4)==0.1mol，n(CuO)：n(SO3)=0.04mol：0.01mol=4：1，僅含四種元素，不含結晶水，設化學式為：Cu4(OH)mSO4，Cu4(OH)mSO44CuO+SO3↑+H2O↑，根據氧元素守恒得：m=6，符合M(X)<908g/mol，所以X化學式為Cu4(OH)6SO4；

(2)X在隔絕空氣、570℃溫度下加熱發生Cu4(OH)6SO44CuO+SO3↑+3H2O↑；

(3)磚紅色固體G是Cu2O，與足量稀H2SO4發生氧化還原反應，產生Cu、CuSO4、H2O，反應的離子方程式為：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；

(4)黑色固體C為CuO，如含有X，則可用檢驗SO42-的方法檢驗，方法是：取少量樣品于試管中，加入足量稀鹽酸溶解，再加入少量氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，則樣品中含有X，反之則沒有。