Question

【題目】某黑色物質(zhì)甲只含兩種元素，為探究物質(zhì)甲的組成和性質(zhì)，設(shè)計并完成如下實驗。其中氣態(tài)氫化物乙在標(biāo)況下的密度為 1.518 gL-1，甲和乙中相同元素的化合價相同。

（1）甲的化學(xué)式 ______________。

（2）寫出白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀的化學(xué)方程式 ___________________________。

（3）將氣體乙在過量空氣中充分燃燒后的混合氣體通入 BaCl2 溶液，出現(xiàn)白色沉淀。寫出燃燒后的混合氣體通入BaCl2 溶液產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式 ___________________________。

Answer 1

【答案】 Fe3S4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2H2O+2SO2+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+

【解析】甲與足量濃鹽酸反應(yīng)得到的濾液中加入足量NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀變?yōu)榧t褐色，濾液中含Fe2+，紅褐色沉淀為Fe（OH）3，紅褐色Fe（OH）3灼燒后得到24g的固體為Fe2O3，根據(jù)Fe守恒，甲中含Fe元素，且n（Fe）=2n（Fe2O3）=2=0.3mol；甲+濃鹽酸→氣態(tài)氫化物乙+濾液+淡黃色沉淀，甲中只含兩種元素，M（乙）=1.518g/L22.4L/mol=34g/mol，乙為H2S，淡黃色沉淀為S，n（S）==0.1mol，甲中含S元素，乙中硫元素的化合價為-2價，甲和乙中相同元素的化合價相同，甲中硫元素的化合價為-2價；甲與濃鹽酸的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，設(shè)甲中Fe元素的化合價為x，根據(jù)得失電子守恒，0.3mol[x-（+2）]=0.1mol[0-（-2）]，解得x=+，根據(jù)正負(fù)化合價代數(shù)和為0，甲的化學(xué)式為Fe3S4。

甲與足量濃鹽酸反應(yīng)得到的濾液中加入足量NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀變?yōu)榧t褐色，濾液中含Fe2+，紅褐色沉淀為Fe（OH）3，紅褐色Fe（OH）3灼燒后得到24g的固體為Fe2O3，根據(jù)Fe守恒，甲中含Fe元素，且n（Fe）=2n（Fe2O3）=2=0.3mol；甲+濃鹽酸→氣態(tài)氫化物乙+濾液+淡黃色沉淀，甲中只含兩種元素，M（乙）=1.518g/L22.4L/mol=34g/mol，乙為H2S，淡黃色沉淀為S，n（S）==0.1mol，甲中含S元素，乙中硫元素的化合價為-2價，甲和乙中相同元素的化合價相同，甲中硫元素的化合價為-2價；甲與濃鹽酸的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，設(shè)甲中Fe元素的化合價為x，根據(jù)得失電子守恒，0.3mol[x-（+2）]=0.1mol[0-（-2）]，解得x=+，根據(jù)正負(fù)化合價代數(shù)和為0，甲的化學(xué)式為Fe3S4。

（1）根據(jù)上述分析，甲的化學(xué)式為Fe3S4。

（2）白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

（3）氣體乙為H2S，H2S在過量空氣中充分燃燒生成SO2和H2O，所得混合氣體中含SO2和過量空氣，將燃燒后的混合氣體通入BaCl2溶液，SO2與O2在溶液中反應(yīng)生成SO42-，SO42-與Ba2+作用產(chǎn)生白色BaSO4沉淀，反應(yīng)的離子方程式為2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+。