Question

5．為探究某黑色粉末X（僅含兩種元素}的組成和性質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)，所測氣體體積己轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積．

已知：氣體甲在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度約為2.86g•L^-1
請回答：
（1）X的組成元素為Fe、S（用元素符號(hào)表示），其化學(xué)式為Fe₂S₃．
（2）檢驗(yàn)溶液丙中含有的金屬陽離子的方法是取少量溶液丙于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色，說明含有Fe³⁺；另取少量溶液丙于試管中，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若溶液紫紅色變淺，說明含有Fe²⁺；若兩種現(xiàn)象都存在，則存在Fe³⁺、Fe²⁺．（要求寫出相應(yīng)的操作、現(xiàn)象及結(jié)論）
（3）溶液丙中加入適最H₂O₂溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．

Answer 1

分析 流程中黑色粉末高溫下與氧氣反應(yīng)生成氣體甲和固體乙，甲能使品紅溶液褪色，則甲為二氧化硫，二氧化硫的物質(zhì)的量為$\frac{10.08L}{22.4L/mol}$=0.45mol；固體乙和足量的鹽酸反應(yīng)生成丙溶液，加H₂O₂溶液氧化，再加NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，該沉淀為氫氧化鐵，氫氧化鐵高溫灼燒分解生成Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為$\frac{24g}{160g/mol}$=0.15mol，據(jù)此分析回答．

解答 解：流程中黑色粉末高溫下與氧氣反應(yīng)生成氣體甲和固體乙，甲能使品紅溶液褪色，則甲為二氧化硫，二氧化硫的物質(zhì)的量為$\frac{10.08L}{22.4L/mol}$=0.45mol；固體乙和足量的鹽酸反應(yīng)生成丙溶液，加H₂O₂溶液氧化，再加NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，該沉淀為氫氧化鐵，氫氧化鐵高溫灼燒分解生成Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為$\frac{24g}{160g/mol}$=0.15mol，
（1）由分析可知，X由S與Fe構(gòu)成，n（S）=n（SO₂）=0.45mol，n（Fe）=2n（Fe₂O₃）=0.3mol，n（Fe）：n（S）=2：3，則X的化學(xué)式為Fe₂S₃；
故答案為：Fe₂S₃；
（2）檢驗(yàn)Fe³⁺，可以滴加幾滴KSCN溶液，操作方法為：取少量溶液丙于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色，說明含有Fe³⁺；檢驗(yàn)Fe²⁺，可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)，操作方法為：另取少量溶液丙于試管中，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若溶液紫紅色變淺，說明含有Fe²⁺；若兩種現(xiàn)象都存在，則存在Fe³⁺、Fe²⁺；
故答案為：取少量溶液丙于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色，說明含有Fe³⁺；另取少量溶液丙于試管中，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若溶液紫紅色變淺，說明含有Fe²⁺；若兩種現(xiàn)象都存在，則存在Fe³⁺、Fe²⁺；
（3）溶液丙中存在Fe²⁺，加入適最H₂O₂溶液，H₂O₂把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．

點(diǎn)評 本題以實(shí)驗(yàn)流程形式考查鐵的化合物的性質(zhì)、常用化學(xué)用語的書寫、物質(zhì)的分離提純等，為高考常見題型，側(cè)重學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．