Question

高中化學(xué)學(xué)習階段，氨的催化氧化反應(yīng)也可用某金屬M（相對原子質(zhì)量＜100）的氧化物做催化劑．M元素的離子在一定條件下能與NH₃、鹵離子等按某固定比例牢牢結(jié)合成穩(wěn)定的配合物離子（類似于原子團）．
（1）150℃、常壓下，6.08g該氧化物與0.6mol HCl氣體充分發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)后，氧化物無剩余，氣體變?yōu)?.48mol．該金屬M的相對原子質(zhì)量為

 

．
將上述反應(yīng)所得固體溶于水配成50.0mL溶液，該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為

 

mol?L^-1．
（2）取（1）中所配溶液12.5mL，稀釋至25mL，緩緩?fù)ㄈ?688mL氨氣（標況下），在一定條件下反應(yīng)恰好完全，得到產(chǎn)物B（摩爾質(zhì)量為260.5g/mol），繼續(xù)用1.5mol/L的AgNO₃溶液滴定，達到終點時，耗去AgNO₃溶液40.0mL．將B投入過量燒堿溶液中，未檢測出NH₃的逸出．則B的化學(xué)式可表示為

 

．
（3）已知在圖中，L的位置完全相同．現(xiàn)有另一種配離子[M（NH₃）_6-xCl_x]^n±（1≤x≤5，且x為整數(shù)），結(jié)構(gòu)類似圖．
如果該配離子共有2種不同結(jié)構(gòu)，該配離子的式量為

 

．
（4）一定條件下，3.04g該金屬氧化物恰好被某氧化劑（效果相當于0.03mol O₂）氧化，再加入0.05mol KCl，經(jīng)一些特殊工藝處理，K、M兩元素恰好完全形成含氧酸鹽（式量＜360），且鹽內(nèi)部陰陽離子個數(shù)比為1：2．則該鹽的式量以及物質(zhì)的量分別為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題意的理解，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)可得反應(yīng)方程式，由物質(zhì)的量變化求O元素的量，（O元素完全來自金屬氧化物）
設(shè)金屬化合價寫化學(xué)式，然后討論，根據(jù)計算出來的結(jié)果計算物質(zhì)的量濃度；
（2）根據(jù)氯離子0.06mol； 氨0.12mol； 鉻離子0.02mol得到最簡比為1：6：3  可得到化學(xué)式；
（3）根據(jù)圖示，x=2，3，4時才有兩種不同結(jié)構(gòu)，所以分別算得式量；
（4）根據(jù)“效果相當于0.03mol O₂”利用電子轉(zhuǎn)移守恒可知鉻在鹽中的化合價為+6，又由“鹽內(nèi)部陰陽離子個數(shù)比為1：2”，設(shè)鹽為K₂（Cr_xO_y），因為k不可能形成含氧酸根，只有鉻、鐵、錳等金屬可能，所以這樣設(shè)．因為該物質(zhì)呈中性，可用陰陽離子電荷相等，求得x與y的關(guān)系，再由式量小于360，得到x=1或2，即該鹽為k₂CrO₄或k₂Cr₂O₇，再分別設(shè)pmol，nmol，利用鉀元素和鉻元素守恒（因為題目中說“此二元素恰好‘完全’形成含氧酸鹽”，所以全部轉(zhuǎn)化）列出兩個式子聯(lián)立方程組即可求解．

解答：解：（1）設(shè)氧化物的化學(xué)式為M₂O_X，與HCl的反應(yīng)方程式為：M₂Ox+2xHCl═2MCl_x+xH₂O，
則有：M₂Ox+2xHCl═2MCl_x+xH₂O
      （2M+16x）g   2xmol
        6.08g     （0.6-0.48）mol
n（O元素）=n（H₂O）=0.12mol 
可知：n（M金屬）=

0.24

x

mol
m（M金屬）=6.08-m（O元素）=6.08-0.12×16=4.16g
M（M金屬）=m（M金屬）/n（M金屬）=

4.16

0.24 x

=

52x

3

討論：
當x=1時，M（M金屬）=17.33g/mol （元素周期表中沒有） 
當x=2時，M（M金屬）=34.67g/mol （元素周期表中沒有）
當x=3時，M（M金屬）=52g/mol  （金屬Cr）
當x=4時，M（M金屬）=69.33/mol （元素周期表中沒有）
當x=5時，M（M金屬）=86.7g/mol （元素周期表中沒有）
當x=6時，M（M金屬）=104g/mol（與題意不符合）
故只有52符合，為Cr元素，氧化物為Cr₂O₃，6.08g該氧化物的物質(zhì)的量為n（Cr₂O₃）=

6.08

152

=0.04mol，溶于鹽酸生成CrCl₃，物質(zhì)的量為0.08mol，其濃度為：

0.08mol

0.05L

=1.6mol/L，故答案為：52； 1.6；
（2）12.5mL溶液中含離子的物質(zhì)的量為0.02mol，2688mL氨氣的物質(zhì)的量為：

2.688

22.4

=0.12mol，B含有Cl^-離子的物質(zhì)的量為0.04L×1.5mol/L=0.06mol，能與硝酸銀溶液反應(yīng)，說明Cl為配合物的外界離子，將B投入過量燒堿溶液中，未檢測出NH₃的逸出．說明NH₃和Cr形成配位鍵，則n（Cr³⁺）：n（NH₃）：n（Cl^-）=1：6：3，故化學(xué)式為：[Cr（NH₃）₆]Cl ₃，
故答案為：[Cr（NH₃）₆]Cl ₃；
（3）根據(jù)圖示，x=2，3，4時才有兩種不同結(jié)構(gòu)，所以分別算得式量為：191.0，209.5，228.0，故答案為：
191.0，209.5，228.0；
（4）電子轉(zhuǎn)移守恒（設(shè)鉻鹽中鉻元素的化合價為n）：2×（n-3）×

3.04

152

=4×0.03，可知鉻在鹽中的化合價為+6，由“鹽內(nèi)部陰陽離子個數(shù)比為1：2”，設(shè)鹽為K₂（Cr_xO_y），
因為該物質(zhì)呈中性，又式量小于360，得到x=1或2，根據(jù)陰陽離子電荷相等，求得x：y=1：4或2：7，
即該鹽為k₂CrO₄或k₂Cr₂O₇，式量分別為194，294；
分別設(shè)k₂CrO₄、k₂Cr₂O₇為pmol，qmol，利用鉀元素和鉻元素守恒，則有：
2p+2q=0.05mol，p+2q=

3.04

152

mol，解之得：p=0.01mol，q=0.15mol，故答案為：294、0.015mol；194、0.01mol．

點評：本題綜合考查配合物知識，難度較大，注意從守恒的角度進行計算．