Question

15．（1）硫酸是一種重要的含氧酸．實(shí)驗(yàn)室用濃硫酸與乙二酸（H₂C₂O₄）晶體共熱，可獲得CO 與CO₂的混合氣體，再將混合氣進(jìn)一步通過堿石灰（CaO或NaOH固體）；（填一種試劑的名稱）即可得純凈干燥的CO．在此反應(yīng)中，硫酸體現(xiàn)了脫水性性質(zhì)．
（2）凈水丸能對飲用水進(jìn)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 Cl₂Na（NCO）₃先與水反應(yīng)，生成次氯酸起殺菌消毒作用；幾分鐘后，內(nèi)層的亞硫酸鈉（Na₂SO₃）溶出，可將水中的余氯（次氯酸等）除去．
①優(yōu)氯凈中氯元素的化合價(jià)為+1．
②亞硫酸鈉將水中多余次氯酸除去的離子反應(yīng)方程式為SO₃^2-+HClO═SO₄^2-+Cl^-+H⁺．
③亞硫酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì)，請寫出檢驗(yàn)亞硫酸鈉溶液是否變質(zhì)的方法取適量固體于試管，加水溶解，滴加過量鹽酸至無氣體放出，再滴加BaCl₂，有白色沉淀生成證明試樣已經(jīng)變質(zhì)．
（3）某無機(jī)鹽M是一種優(yōu)良的氧化劑，為確定其化學(xué)式，某小組設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)：

已知：
①無機(jī)鹽M僅由鉀離子和一種含氧酸根組成，其分子中的原子個數(shù)比為2：1：4；
②上圖中，將1.98g該無機(jī)鹽溶于水，滴加適量稀硫酸后，再加入1.12g還原鐵粉，恰好完全反應(yīng)得混合溶液N．
③該小組同學(xué)將溶液N分為二等份，分別按路線Ⅰ、路線Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
④在路線Ⅱ中，首先向溶液N中滴加適量KOH至元素X剛好沉淀完全，過濾后將沉淀在空氣中充分灼燒得純凈的Fe₂O₃粉末1.20g；再將濾液在一定條件下蒸干，只得到3.48g純凈的不含結(jié)晶水的正鹽W．
請按要求回答下列問題：
①由路線Ⅰ的現(xiàn)象可知，溶液N中含有的陽離子是Fe²⁺．
②由實(shí)驗(yàn)流程圖可推得，含氧酸鹽W的化學(xué)式是K₂SO₄ ；由路線Ⅱ可知，1.98g無機(jī)鹽M中所含鉀元素的質(zhì)量為0.78g．
③無機(jī)鹽M與1.12g還原鐵粉恰好完全反應(yīng)生成溶液N的化學(xué)反應(yīng)方程為2Fe+K₂FeO₄+4H₂SO₄═3FeSO₄+K₂SO₄+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）除去混合氣體中二氧化碳和水，可以選用堿石灰；濃硫酸在該反應(yīng)中表現(xiàn)了脫水性；
（2）①根據(jù)化合物中總化合價(jià)為0計(jì)算出優(yōu)氯凈 Cl₂Na（NCO）₃中Cl元素的化合價(jià)；
②次氯酸具有強(qiáng)氧化性，能夠與亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
③亞硫酸鈉若變質(zhì)，溶液中會存在硫酸鈉，先用過量鹽酸除去亞硫酸根離子，然后用氯化鋇檢驗(yàn)是否含有硫酸根離子，從而判斷亞硫酸鈉是否變質(zhì)；
（3）1.2g氧化鐵的物質(zhì)的量為：$\frac{1.2g}{160g/mol}$=0.0075mol，則溶液中含有鐵元素的物質(zhì)的量為：0.0075mol×2×2=0.03mol，質(zhì)量為：56g/mol×0.03mol=1.68g＞1.12g，所以無機(jī)鹽M中一定含有Fe元素，無機(jī)鹽M分子中的原子個數(shù)比為2：1：4，則M的化學(xué)式為：K₂FeO₄，
①路線Ⅰ為檢驗(yàn)亞鐵離子的方法；
②K₂FeO₄與稀硫酸、鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鉀和水，根據(jù)質(zhì)量守恒可知W為硫酸鉀；根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算出K₂FeO₄的物質(zhì)的量，再根據(jù)n=nM計(jì)算出鉀離子的質(zhì)量；
③根據(jù)K₂FeO₄與稀硫酸、鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鉀和水寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）硫酸是一種重要的含氧酸，實(shí)驗(yàn)室用濃硫酸與乙二酸（H₂C₂O₄）晶體共熱，可獲得CO與CO₂的混合氣體，再將混合氣進(jìn)一步通過要得到純凈的CO氣體，需要除去混合氣體中二氧化碳和水，所以應(yīng)該用堿石灰干燥；濃硫酸在反應(yīng)中起到了脫水性，
故答案為：堿石灰（CaO或NaOH固體）；脫水性；
（2）①優(yōu)氯凈Cl₂Na（NCO）₃中，鈉離子的化合價(jià)為+1價(jià)，N為-3價(jià)、O為-2價(jià)、C為+4價(jià)，設(shè)Cl元素的化合價(jià)為x，則：2x+（+1）+3[（-3）+（+4）+（-2）]=0，解得：x=+1，故答案為：+1；
②亞硫酸根離子與次氯酸反應(yīng)生成硫酸根離子、氯離子，反應(yīng)的離子方程式為：SO₃^2-+HClO═SO₄^2-+Cl^-+H⁺，故答案為：SO₃^2-+HClO═SO₄^2-+Cl^-+H⁺；
③亞硫酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì)，則溶液中會存在硫酸根離子，所以判斷亞硫酸鈉溶液是否變質(zhì)的方法為：取適量固體于試管，加水溶解，滴加過量鹽酸至無氣體放出，再滴加BaCl₂，有白色沉淀生成證明試樣已經(jīng)變質(zhì)，
故答案為：取適量固體于試管，加水溶解，滴加過量鹽酸至無氣體放出，再滴加BaCl₂，有白色沉淀生成證明試樣已經(jīng)變質(zhì)；
（3）①根據(jù)路線Ⅰ可知，N溶液中一定含有亞鐵離子，故答案為：Fe²⁺；
②1.2g氧化鐵的物質(zhì)的量為：$\frac{1.2g}{160g/mol}$=0.0075mol，則溶液中含有鐵元素的物質(zhì)的量為：0.0075mol×2×2=0.03mol，質(zhì)量為：56g/mol×0.03mol=1.68g＞1.12g，所以無機(jī)鹽M中一定含有Fe元素，無機(jī)鹽M分子中的原子個數(shù)比為2：1：4，則M的化學(xué)式為：K₂FeO₄，根據(jù)流程可知，K₂FeO₄與稀硫酸、還原鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸鉀，根據(jù)質(zhì)量守恒可知W為硫酸鉀；
1.98gK₂FeO₄的物質(zhì)的量為$\frac{1.98g}{198g/mol}$=0.01mol，0.01molK₂FeO₄中含有0.02mol鉀離子，含有鉀離子的質(zhì)量為39g/mol×0.02mol=0.78g，
故答案為：K₂SO₄ ；0.78；
③無機(jī)鹽M與還原鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鉀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe+K₂FeO₄+4H₂SO₄═3FeSO₄+K₂SO₄+4H₂O，
故答案為：2Fe+K₂FeO₄+4H₂SO₄═3FeSO₄+K₂SO₄+4H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了探究物質(zhì)組成的方法，題目難度中等，試題涉及物質(zhì)組成的測定、濃硫酸的性質(zhì)、離子方程式、化學(xué)方程式的書寫、離子的檢驗(yàn)方法等知識，試題知識點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力．