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(lán)色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥得沉淀46.6g；濾液中再滴加NaOH溶液，又出現(xiàn)藍(lán)色沉淀．
含乙的礦石自然界中儲(chǔ)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(guò)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(yīng)后過(guò)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(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A．
（2）乙的化學(xué)式Fe₇O₉；稀硫酸溶解乙的化學(xué)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(yīng)的離子方程式為SO₂+Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明此步反應(yīng)后的溶液中金屬元素的化合價(jià)取反應(yīng)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(jià)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(lán)色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)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(lán)色沉淀，該藍(lán)色沉淀為氫氧化銅，說(shuō)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(xué)式為：Cu₂S；
含乙的礦石自然界中儲(chǔ)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(guò)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(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥得剩余固體1.6g，反應(yīng)消耗銅的物質(zhì)的量為：$\frac{8.0g-1.6g}{64g/mol}$=0.1mol，根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，0.1mol銅完全反應(yīng)消耗0.2molFe³⁺；所以乙與鹽酸反應(yīng)生成的為0.2molFe³⁺、0.15molFe²⁺，鐵的平均化合價(jià)為：$\frac{0.2mol×3+0.15mol×2}{0.35mol}$=$\frac{18}{7}$，則乙的化學(xué)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(lán)色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)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(lán)色沉淀，該藍(lán)色沉淀為氫氧化銅，說(shuō)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(xué)式為：Cu₂S；
含乙的礦石自然界中儲(chǔ)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(guò)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(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥得剩余固體1.6g，反應(yīng)消耗銅的物質(zhì)的量為：$\frac{8.0g-1.6g}{64g/mol}$=0.1mol，根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，0.1mol銅完全反應(yīng)消耗0.2molFe³⁺；所以乙與鹽酸反應(yīng)生成的為0.2molFe³⁺、0.15molFe²⁺，鐵的平均化合價(jià)為：$\frac{0.2mol×3+0.15mol×2}{0.35mol}$=$\frac{18}{7}$，則乙的化學(xué)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(jià)、硫元素從-2轉(zhuǎn)化成+6價(jià)，則反應(yīng)中失去電子總物質(zhì)的量為：0.2mol×2×（2-1）+0.2mol×[6-（-2）]=2mol，反應(yīng)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(xué)式為：Fe₇O₉；稀硫酸與乙反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)的離子方程式：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；該反應(yīng)后溶液中含有亞鐵離子，檢驗(yàn)亞鐵離子的方法為：取反應(yīng)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(jià)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(jià)鐵，
故答案為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取反應(yīng)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(jià)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(jià)鐵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)推斷、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，正確推斷甲和乙的化學(xué)式為解答關(guān)鍵，注意掌握常見反應(yīng)化學(xué)方程式的書寫原則，明確性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，題目難度中等．