Question

17．Ⅰ．濃硝酸與濃鹽酸混合過程中會產(chǎn)生少量的氣體單質(zhì)X、化合物M和無色液體，化合物M中所有原子均達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構．2molM加熱分解生成lmol X和2mol無色氣體Y，Y遇到空氣呈現(xiàn)紅棕色．
（1）鎂與氣體X反應產(chǎn)物的電子式為
（2）濃硝酸和濃鹽酸反應的化學方程式為HNO₃+3HCl=NOCl+Cl₂+2H₂O
（3）化合物M水解生成兩種酸，為非氧化還原反應，該反應的化學方程式為NOCl+H₂O=HNO₂+HCl
Ⅱ．石油鐵儲罐久置未清洗易引發(fā)火災，經(jīng)分析研究，事故由罐體內(nèi)壁附著的氧化物甲與溶于石油中的氣態(tài)氫化物乙按1：3反應生成的黑色物質(zhì)丙自燃引起．某研究小組將一定量的丙粉末投人足量的濃鹽酸中發(fā)生反應，得到4.8g淡黃色沉淀和氣體乙，乙在標準狀況下的密度為1.52g•L^-1，過濾后向濾液（假設乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀，過濾、洗滌、灼燒后的固體質(zhì)量為24g．已知氣體乙可溶于水．請回答下列問題：
（1）甲的化學式為Fe₂O₃．
（2）寫出丙中非金屬元素的離子結(jié)構示意圖．
（3）丙在鹽酸中反應的化學方程式：Fe₂S₃+4H⁺=2H₂S↑+2Fe²⁺+S（離子方程式表示）
（4）請設計合理的實驗方案驗證不同溫度對丙與鹽酸反應速率的影響 
（5）為消除火災隱患，下列措施可行的是AD
A．石油入罐前脫硫  B．定期用酸清洗罐體  C．罐體內(nèi)壁涂刷油漆  D．罐體中充入氮氣．

Answer 1

分析 Ⅰ．Y遇到空氣呈現(xiàn)紅棕色，則Y為NO，濃硝酸與濃鹽酸混合過程中會產(chǎn)生少量的氣體單質(zhì)X、化合物M和無色液體，則濃硝酸與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應，化合物M中所有原子均達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構，2molM加熱分解生成lmol X和2mol無色氣體Y，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷，X為Cl₂，M為NOCl，無色液體為水；
Ⅱ．丙粉末投人足量的濃鹽酸中發(fā)生反應，得到4.8g淡黃色沉淀和氣體乙，則淡黃色沉淀為S，物質(zhì)的量為0.15mol，乙在標準狀況下的密度為1.52g•L^-1，則乙的相對分子質(zhì)量為34，氣體乙可溶于水，則乙為H₂S，向濾液（假設乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀，則濾液中含有亞鐵離子，灼燒后的固體為氧化鐵，質(zhì)量為24g，則鐵元素的質(zhì)量為16.8g，即為0.3mol，所以在丙中鐵元素與硫單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2：1，而氧化物甲與氣態(tài)氫化物乙按1：3反應生成的黑色物質(zhì)丙，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷甲為Fe₂O₃，丙為Fe₂S₃，甲與乙發(fā)生的反應生成丙的反應為Fe₂O₃+3H₂S=Fe₂S₃+3H₂O，丙在鹽酸中發(fā)生反應為Fe₂S₃+4HCl=2H₂S↑+2FeCl₂+S，符合題中條件，據(jù)此答題．

解答 解：Ⅰ．Y遇到空氣呈現(xiàn)紅棕色，則Y為NO，濃硝酸與濃鹽酸混合過程中會產(chǎn)生少量的氣體單質(zhì)X、化合物M和無色液體，則濃硝酸與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應，化合物M中所有原子均達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構，2molM加熱分解生成lmol X和2mol無色氣體Y，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷，X為Cl₂，M為NOCl，無色液體為水，
（1）X為Cl₂，鎂與氣體X反應產(chǎn)物為氯化鎂，其的電子式為，故答案為：；　　　　
（2）濃硝酸和濃鹽酸反應的化學方程式為HNO₃+3HCl=NOCl+Cl₂+2H₂O，故答案為：HNO₃+3HCl=NOCl+Cl₂+2H₂O；
（3）M為NOCl，M水解生成兩種酸，為非氧化還原反應，根據(jù)化合價可知，應生成亞硝酸和鹽酸，反應的化學方程式為NOCl+H₂O=HNO₂+HCl，
故答案為：NOCl+H₂O=HNO₂+HCl；
Ⅱ．丙粉末投人足量的濃鹽酸中發(fā)生反應，得到4.8g淡黃色沉淀和氣體乙，則淡黃色沉淀為S，物質(zhì)的量為0.15mol，乙在標準狀況下的密度為1.52g•L^-1，則乙的相對分子質(zhì)量為34，氣體乙可溶于水，則乙為H₂S，向濾液（假設乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀，則濾液中含有亞鐵離子，灼燒后的固體為氧化鐵，質(zhì)量為24g，則鐵元素的質(zhì)量為16.8g，即為0.3mol，所以在丙中鐵元素與硫單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2：1，而氧化物甲與氣態(tài)氫化物乙按1：3反應生成的黑色物質(zhì)丙，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷甲為Fe₂O₃，丙為Fe₂S₃，甲與乙發(fā)生的反應生成丙的反應為Fe₂O₃+3H₂S=Fe₂S₃+3H₂O，丙在鹽酸中發(fā)生反應為Fe₂S₃+4HCl=2H₂S↑+2FeCl₂+S，符合題中條件，
（1）根據(jù)上面的分析可知，甲的化學式為Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（2）丙為Fe₂S₃，丙中非金屬元素為硫元素，其離子結(jié)構示意圖為 ，故答案為：；
（3）丙在鹽酸中反應的離子方程式為Fe₂S₃+4H⁺=2H₂S↑+2Fe²⁺+S，故答案為：Fe₂S₃+4H⁺=2H₂S↑+2Fe²⁺+S；
（4）驗證不同溫度對丙與鹽酸反應速率的影響，可以將盛有等濃度、等體積的鹽酸的兩個反應容器置于不同溫度的水浴中，加入等量的Fe₂S₃，觀察黑色物質(zhì)消失的快慢，故答案為：將盛有等濃度、等體積的鹽酸的兩個反應容器置于不同溫度的水浴中，加入等量的Fe₂S₃，觀察黑色物質(zhì)消失的快慢；
（5）要消除火災隱患，即不能產(chǎn)生丙物質(zhì)，也就是不能出現(xiàn)氧化鐵和硫化氫，所以可以采取石油入罐前脫硫和罐體中充入氮氣防止鐵被氧化的方法，故選AD．

點評 本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關系和物質(zhì)性質(zhì)的綜合應用，主要考查了Fe、S、Cl、N的性質(zhì)應用，題目難度較大，需要熟悉物質(zhì)性質(zhì)的特征反應，轉(zhuǎn)化關系的分析判斷．