Question

13．甲、乙都是二元固體化合物，將32g甲的粉末加入足量濃硝酸并加熱，完全溶解得藍色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過濾、洗滌、干燥得沉淀46.6g；濾液中再滴加NaOH溶液，又出現(xiàn)藍色沉淀．
含乙的礦石自然界中儲量較多，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，過濾、洗滌、灼燒得紅棕色固體28g，經分析乙與紅棕色固體的組成元素相同，向B中加入8.0g銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體1.6g．
（1）寫出構成甲的陰離子的結構示意圖；32g甲在足量濃硝酸中反應轉移的電子數(shù)為2N_A；甲在足量氧氣中充分灼燒的化學方程式為Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+SO₂．
（2）乙的化學式Fe₇O₉；稀硫酸溶解乙的化學方程式為9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O．

Answer 1

分析 將32g甲的粉末加入足量濃硝酸并加熱，完全溶解得藍色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過濾、洗滌、干燥得沉淀46.6g，該沉淀為硫酸鋇，其物質的量為：$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根據(jù)質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)藍色沉淀，該藍色沉淀為氫氧化銅，說明甲中含有Cu離子，32g甲中含有銅元素的物質的量為：$\frac{32g-32g/mol×0.2mol}{64g/mol}$=0.4mol，則甲的化學式為：Cu₂S；
含乙的礦石自然界中儲量較多，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的量為：$\frac{28g}{160g/mol}$×2=0.35mol，可能為鐵離子和亞鐵離子的混合物；經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銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體1.6g，反應消耗銅的物質的量為：$\frac{8g-1.6g}{64g/mol}$=0.1mol，根據(jù)反應2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，0.1mol銅完全反應消耗0.2molFe³⁺；所以乙與鹽酸反應生成的為0.2molFe³⁺、0.15molFe²⁺，鐵的平均化合價為：$\frac{0.2mol×3+0.15mol×2}{0.35mol}$=$\frac{18}{7}$，則乙的化學式為：Fe₇O₉，據(jù)此進行解答．

解答 解：將32g甲的粉末加入足量濃硝酸并加熱，完全溶解得藍色溶液，向該溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，過濾、洗滌、干燥得沉淀46.6g，該沉淀為硫酸鋇，其物質的量為：$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根據(jù)質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)藍色沉淀，該藍色沉淀為氫氧化銅，說明甲中含有Cu離子，32g甲中含有銅元素的物質的量為：$\frac{32g-32g/mol×0.2mol}{64g/mol}$=0.4mol，則甲的化學式為：Cu₂S；
含乙的礦石自然界中儲量較多，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的量為：$\frac{28g}{160g/mol}$×2=0.35mol，可能為鐵離子和亞鐵離子的混合物；經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銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體1.6g，反應消耗銅的物質的量為：$\frac{8g-1.6g}{64g/mol}$=0.1mol，根據(jù)反應2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，0.1mol銅完全反應消耗0.2molFe³⁺；所以乙與鹽酸反應生成的為0.2molFe³⁺、0.15molFe²⁺，鐵的平均化合價為：$\frac{0.2mol×3+0.15mol×2}{0.35mol}$=$\frac{18}{7}$，則乙的化學式為：Fe₇O₉，
（1）甲為Cu₂S，甲中陰離子為硫離子，硫離子結構示意圖為：；32gCu₂S的物質的量為：$\frac{32g}{160g/mol}$=0.2mol，濃硝酸足量，Cu元素從+1轉化成+2價、硫元素從-2轉化成+6價，則反應中失去電子總物質的量為：0.2mol×2×（2-1）+0.2mol×[6-（-2）]=2mol，反應轉移電子總數(shù)為2N_A；甲在足量空氣中灼燒生成氧化銅、二氧化硫氣體，反應的化學方程式為：Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+SO₂，
故答案為：；2N_A；Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+SO₂；
（2）根據(jù)分析可知，乙的化學式為：Fe₇O₉；稀硫酸與乙反應的化學方程式為：9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O，
故答案為：Fe₇O₉；9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O．

點評 本題考查了性質實驗方案的設計、混合物反應的計算，題目難度中等，正確推斷甲和乙的化學式為解答關鍵，注意掌握常見反應化學方程式的書寫原則，明確性質實驗方案設計的方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．