Question

9．由相同元素組成的二元化合物A和B，常溫下都為氣態(tài)物質(zhì)，且相對分子質(zhì)量相差19.5．A溶于水可得只含單一溶質(zhì)C的弱酸性溶液，C有很強的氧化性，可用做漂白劑和消毒劑．B遇熱水可生成C、氣體單質(zhì)D和氧氣．
請回答下列問題：
（1）已知A中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則A的結(jié)構(gòu)式Cl-O-Cl．
（2）氣體B遇熱水生成C、氣體單質(zhì)D和氧氣的化學(xué)方程式6ClO₂+2H₂O═Cl₂+5O₂+4HClO．
（3）一定條件下，單質(zhì)D與潮濕的Na₂CO₃反應(yīng)只生成氣體A和兩種鈉鹽的化學(xué)方程式2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl．
（4）凈水丸能對飲用水進行快速的殺菌消毒，藥丸通常分內(nèi)外兩層．外層的優(yōu)氯凈（N₃C₃O₃Cl₂Na）先與水反應(yīng)，生成C起殺菌消毒作用；幾分鐘后，內(nèi)層的亞硫酸鈉（Na₂SO₃）溶出，可將水中多余的C除去．使用凈水丸時，能否先破碎后使用？不能（填“能”或“不能”），理由是破碎后使用，生成的HClO直接被Na₂SO₃還原，降低殺菌消毒效果．
（5）探究化合物甲的組成：取18.4g甲的粉末在足量的空氣中充分灼燒，得到4.48L能使品紅褪色的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和16g僅含CuO、Fe₂O₃的固體乙．將固體乙全部溶于稀鹽酸后，加入5.0g銅粉充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得剩余固體1.8g．化合物甲的化學(xué)式是CuFeS₂．

Answer 1

分析 由相同元素組成的二元化合物A和B，A溶于水可得只含單一溶質(zhì)C的弱酸性溶液，C有很強的氧化性，可用做漂白劑和消毒劑，則A為Cl₂O，C為HClO，且A、B相對分子質(zhì)量相差19.5，則B為ClO₂．ClO₂遇熱水生成HClO、氣體單質(zhì)D和氧氣，D為氯氣；
（1）A中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，O原子與2個Cl分別形成1對共用電子對；
（2）ClO₂遇熱水生成HClO、氯氣和氧氣，配平書寫方程式；
（3）一定條件下，氯氣與潮濕的Na₂CO₃反應(yīng)只生成氣體Cl₂O和兩種鈉鹽，兩種鈉鹽只能為NaCl、NaHCO₃；
（4）破碎后使用，生成的HClO直接被Na₂SO₃還原，降低殺菌消毒效果；
（5）甲的粉末在足量的空氣中充分灼燒，得到能使品紅褪色的氣體為SO₂，計算二氧化硫物質(zhì)的量，CuO、Fe₂O₃全部溶于稀鹽酸后，加入銅粉充分反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，有5.0g-1.8g=3.2gCu參加了反應(yīng)，根據(jù)方程式計算Fe元素物質(zhì)的量，由Fe元素守恒計算氧化鐵物質(zhì)的量，可得CuO物質(zhì)的量，根據(jù)質(zhì)量守恒判斷是否含有氧元素，結(jié)合原子數(shù)目之比確定化合物甲的化學(xué)式．

解答 解：由相同元素組成的二元化合物A和B，A溶于水可得只含單一溶質(zhì)C的弱酸性溶液，C有很強的氧化性，可用做漂白劑和消毒劑，則A為Cl₂O，C為HClO，且A、B相對分子質(zhì)量相差19.5，則B為ClO₂．ClO₂遇熱水生成HClO、氣體單質(zhì)D和氧氣，D為氯氣；
（1）A中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，O原子與2個Cl分別形成1對共用電子對，結(jié)構(gòu)式為Cl-O-Cl，
故答案為：Cl-O-Cl；
（2）ClO₂遇熱水生成HClO、氯氣和氧氣，反應(yīng)方程式為：6ClO₂+2H₂O═Cl₂+5O₂+4HClO，
故答案為：6ClO₂+2H₂O═Cl₂+5O₂+4HClO；
（3）一定條件下，氯氣與潮濕的Na₂CO₃反應(yīng)只生成氣體Cl₂O和兩種鈉鹽，兩種鈉鹽只能為NaCl、NaHCO₃，反應(yīng)方程式為：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl，
故答案為：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl；
（4）破碎后使用，生成的HClO直接被Na₂SO₃還原，降低殺菌消毒效果，不能先破碎后使用，
故答案為：不能；破碎后使用，生成的HClO直接被Na₂SO₃還原，降低殺菌消毒效果；
（5）甲的粉末在足量的空氣中充分灼燒，得到能使品紅褪色的氣體為SO₂，n（S）=n（SO₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
CuO、Fe₂O₃全部溶于稀鹽酸后，加入銅粉充分反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，有5.0g-1.8g=3.2gCu參加了反應(yīng)，即參加反應(yīng)的Cu的物質(zhì)的量為$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，則n（Fe）=n（Fe³⁺）=2n（Cu）=2×0.05mol=0.1mol，
固體乙中m（CuO）=16g-0.1mol×$\frac{1}{2}$×160g/mol=8g，則n（Cu）=n（CuO）=$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，
m（S）+m（Fe）+m（Cu）=0.2mol×32g/mol+0.1mol×56g/mol+0.1mol×64g/mol=18.4g，等于甲的質(zhì)量，故甲中不含元素，
綜上所述，甲中n（Cu）：n（Fe）：n（S）=0.1mol：0.1mol：0.2mol=1：1：2，
因此化合物甲的化學(xué)式是CuFeS₂，
故答案為：CuFeS₂．

點評 本題考查無機物的推斷，側(cè)重考查學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用及計算推理能力，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，難度較大．