Question

19．在熱的稀硫酸中溶解了7.6gFeSO₄固體，當(dāng)加入50mL 0.5mol•L^-1 KNO₃溶液時(shí)，其中的Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化成Fe³⁺，KNO₃也完全反應(yīng)并放出N_xO_y氣體．
（1）推算出x=2；y=3．（其中x、y均為正整數(shù)，且沒有公約數(shù)）
（2）配平該反應(yīng)的方程式并用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的情況
FeSO₄+2KNO₃+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2Fe₂（SO₄）₃+N₂O₃↑+3H₂O
（配平系數(shù)若為“1”，也必須寫出，配平時(shí)x、y用（1）中求解的具體數(shù)值表示，物質(zhì)填在□中）．
（3）反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是Fe₂（SO₄）₃．
（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)生成N_xO_y氣體的體積為2.24L時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.4N_A．

Answer 1

分析 （1）Fe²⁺失電子Fe³⁺，則硫酸亞鐵作還原劑，所以硝酸中氮元素得電子化合價(jià)降低作氧化劑，利用電子守恒計(jì)算；
（2）反應(yīng)中Fe的化合價(jià)從+2價(jià)到+3價(jià)，N元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到+3；根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等和質(zhì)量守恒來配平方程式；雙線橋的箭頭始于反應(yīng)物有關(guān)元素的原子或離子，箭頭指向發(fā)生化合價(jià)變化后生成物中對(duì)應(yīng)元素的原子或離子或原子團(tuán)，要標(biāo)明電子的得失字樣及得失電子數(shù)目；
（3）氧化還原反應(yīng)中還原劑失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物；
（4）根據(jù)N_xO_y與電子之間的關(guān)系計(jì)算．

解答 解：n（FeSO₄）=$\frac{7.6g}{152g/mol}$=0.05mol，n（KNO₃）=0.05L×0.5mol/L=0.025mol，
Fe²⁺失電子Fe³⁺，則硫酸亞鐵作還原劑，所以硝酸中氮元素得電子化合價(jià)降低作氧化劑，
由電子守恒可知，F(xiàn)e失去電子等于N得到電子，設(shè)N被還原后元素化合價(jià)為m，則
0.05mol×（3-2）=0.025mol×（5-m），
解得m=+3，只有N₂O₃中N元素的化合價(jià)為+3價(jià)，則x=2，y=3；
故答案為：2；3；
（2）FeSO₄中鐵的化合價(jià)由+2價(jià)升高為+3價(jià)，變化1，KNO₃中氮的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+3價(jià)，變化2，化合價(jià)升降總數(shù)相等和質(zhì)量守恒來配平方程式為：
4FeSO₄+2KNO₃+3H₂SO₄=K₂SO₄+2Fe₂（SO₄）₃+N₂O₃↑+3H₂O，用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移為；
故答案為：4；2；3；1；2；1；3；；
（3）氧化還原反應(yīng)中還原劑失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，所以反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是Fe₂（SO₄）₃；
故答案為：Fe₂（SO₄）₃；
（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)生成N₂O₃氣體的體積為2.24L時(shí)，即0.1mol轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×2×（5-3）=0.4mol，即0.4N_A個(gè)，
故答案為：0.4N_A．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)的配平、氧化產(chǎn)物的判斷及分析氧化還原反應(yīng)用，題目難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，明確元素的化合價(jià)變化來分析是解答本題的關(guān)鍵．