Question

Ⅰ．某溶液中僅含下表離子中的5種離子（不考慮水的電離及離子的水解），且離子的物質(zhì)的量均為1mol。

陰離子	SO42-、NO3-、Cl-
陽離子	Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+

 
①若向原溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化。②若向原溶液中加入過量的鹽酸，有氣體生成，溶液中陰離子種類不變。③若向原溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。試回答下列問題
（1）若先向原溶液中加入過量的鹽酸，再加入KSCN溶液，現(xiàn)象是            。
（2）原溶液中含有的陽離子是               。
（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                  。
（4）向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、灼燒，最終所得固體用托盤天平稱量質(zhì)量為            。
Ⅱ. 草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄·2H₂O）、碳酸鋰和二氧化硅在氬氣中高溫反應(yīng)可制備鋰電池的正極材料硅酸亞鐵鋰（Li₂FeSiO₄）。草酸亞鐵晶體在氬氣氣氛中進行熱重分析，結(jié)果如右圖所示（TG%表示殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分數(shù)）,請回答下列問題：

（5）草酸亞鐵晶體中碳元素的化合價為：             
（6）A→B發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                   。
（7）精確研究表明，B→C實際是分兩步進行的，每一步只釋放一種氣體，第二步釋放的氣體的相對分子質(zhì)量較第一步的大，則第一步釋放的氣體化學(xué)式為：         ；釋放第二種氣體時，反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               。

Answer 1

（16分，每空2分）（1）溶液呈紅色（2分）    （2）Fe²⁺、Cu²⁺ （2分）；
（3）3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-＝3Fe³⁺+NO↑+2H₂O（2分） （4）160.0g（2分）(寫成160g不給分)；
（5）+3（2分）    （6）FeC₂O₄·2H₂OFeC₂O₄ ＋2H₂O（2分）
（7）CO（2分）      FeCO₃ FeO + CO₂↑（2分）

試題分析：Ⅰ.若向溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化，說明原溶液中不含F(xiàn)e³⁺；若向溶液中加入過量的鹽酸，有氣體生成，溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中含有Cl^-，該氣體只能是NO，說明含有具有氧化性的NO₃^-和具有還原性的Fe²⁺。若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有SO₄^2-。各離子的物質(zhì)的量均為1mol，因此根據(jù)電荷守恒可知還應(yīng)含有Cu²⁺，所以原溶液中所含陽離子是Fe²⁺、Cu²⁺，陰離子是NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-。
（1）如果先加入鹽酸，在酸性條件下NO₃^-具有氧化性，能和具有還原性的Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-＝3Fe³⁺+NO↑+2H₂O。所以再滴入KSCN溶液，溶液呈紅色。
（2）原溶液中含有的陽離子是Fe²⁺和Cu²⁺。
（3）根據(jù)以上分析可知，向原溶液中加入足量的鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-＝3Fe³⁺+NO↑+2H₂O。
（4）原溶液中所含陽離子是Fe²⁺、Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，洗滌，灼燒至恒重，最終得到的固體應(yīng)該是是CuO、Fe₂O₃。根據(jù)題意各離子的物質(zhì)的量均為1mol可知，m(CuO)＝1.0mol×80g/mol＝80.0g，m(Fe₂O₃)＝×1.0mol×160g/mol＝80.0g，所得固體的質(zhì)量為80.0g＋80.0g＝160.0g。
Ⅱ.（5）草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄·2H₂O）中鐵元素的化合價是＋2價，氧元素是－2價，所以碳元素的化合價是（2×4－2）÷2＝＋3價。
（6）根據(jù)草酸亞鐵晶體的化學(xué)式FeC₂O₄·2H₂O可知，晶體中結(jié)晶水的含量是×100%＝20%，所以A→B發(fā)生反應(yīng)恰好是失去結(jié)晶水，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeC₂O₄·2H₂OFeC₂O₄ ＋2H₂O。
（7）草酸亞鐵晶體中FeO的含量是×100%＝40%，所以C點生成的固體是氧化亞鐵。由于第二步釋放的氣體的相對分子質(zhì)量較第一步的大，所以第一步釋放的是CO，第二步釋放的是CO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是FeC₂O₄ FeCO₃＋CO、FeCO₃ FeO + CO₂↑。