Question

【題目】I．化合物X含有三種元素，其中兩種為非金屬元素，且原子個數(shù)比為1:1，X不溶于水，能溶于強酸。某研究小組為探究其組成和性質(zhì)，設(shè)計并完成了如下實驗。

（1）X的化學(xué)式是____________________。

（2）寫出檢驗黃色溶液中金屬陽離子的實驗操作：__________。

（3）黃色溶液中加入銅片，銅片表面被腐蝕，則對應(yīng)的離子方程式是：_____________________。

II．已知黑色固體中不含單質(zhì)。為進一步探究其組成，研究小組將上述所得固體全部溶于稀鹽酸，配成100mL溶液，每次取20.00mL待測液于錐形瓶中，用2.000×10-2molL-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，并記錄實驗的結(jié)果如下表：

組次	1	2	3	4
V標(biāo)（mL）	20.00	20.02	19.99	19.99

（4）如何判斷滴定終點：__________________。

（5）待測液中c(Fe2+) = ____________________。

（6）該黑色固體的化學(xué)式用FexOy形式可表示為_______________。

Answer 1

【答案】FeOCl 取少量黃色溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則說明有Fe3+ 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴入錐形瓶時，溶液恰好變淺紫（紅）色，且半分鐘內(nèi)不變色 0.1000mol.L-1 Fe4O5

【解析】

I．根據(jù)流程中信息可知，2.15gX與適量硫酸反應(yīng)得到黃色溶液為含有鐵離子及硫酸根離子等的溶液，黃色溶液與足量氫氧化鈉溶液作用生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵沉淀加熱后生成紅棕色固體1.60g，即氧化鐵=0.01mol，故X中含有0.02 molFe3+，質(zhì)量為0.02 mol=1.12g，與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的溶液再與足量硝酸鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀6.99g，即為=0.03mol，但硫酸根離子來自于所加硫酸，反應(yīng)所得溶液繼續(xù)與足量硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)得到白色沉淀氯化銀2.87g，即為=0.02mol，故可推知X中含有0.02molCl-，質(zhì)量為0.02 mol=0.71g，化合物X含有三種元素，其中兩種為非金屬元素，且原子個數(shù)比為1:1，故另一非金屬元素也為0.02 mol，且質(zhì)量為2.15g-1.12g-0.71g=0.32g，則摩爾質(zhì)量為=16g/mol，應(yīng)為O元素，故X為FeOCl；

（1）X的化學(xué)式是FeOCl；

（2）檢驗黃色溶液中金屬陽離子Fe3+的實驗操作為：取少量黃色溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則說明有Fe3+；

（3）黃色溶液中加入銅片，銅片表面被腐蝕，反應(yīng)生成Fe2+和Cu2+，對應(yīng)的離子方程式是：2Fe3+ + Cu= 2Fe2+ + Cu2+；

II．（4）黑色固體溶于鹽酸后所得溶液中含有亞鐵離子，遇酸性高錳酸鉀溶液使其褪色，故判斷滴定終點為：當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴入錐形瓶時，溶液恰好變淺紫（紅）色，且半分鐘內(nèi)不變色；

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，滴定消耗的標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積為20.00mL，根據(jù)反應(yīng)5Fe2+ + MnO4-+ 8H+=5Fe3+ + Mn2+ +4H2O可知，待測液中c(Fe2+) =；

（6）黑色固體中含有的Fe2+物質(zhì)的量為,鐵的總物質(zhì)的量為0.02 mol，則n(Fe2+) : n(Fe3+) =0.01 mol: 0.01 mol=1:1，該黑色固體的化學(xué)式用FexOy形式表示，根據(jù)化合物各元素化合價代數(shù)和為0，則有，得x:y=4:5，FexOy可表示為Fe4O5。