Question

17．為探究固體A的組成和性質，設計實驗并完成如圖轉化．

已知：X由兩種化合物組成，若將X通入品紅溶液，溶液褪色．若將X通入足量雙氧水中，X可全部被吸收且只得到一種強酸，再稀釋到1000mL，測得溶液的PH=1．在溶液2中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色．請回答：
（1）固體A的化學式FeSO₄
（2）寫出反應①的化學方程式2FeSO₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑
（3）寫出反應④中生成A的離子方程式2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺．

Answer 1

分析 X由兩種化合物組成，若將X通入品紅溶液，溶液褪色，說明X中含SO₂，若將X通入足量雙氧水中，X可全部被吸收且只得到一種強酸，再稀釋到1000mL，測得溶液的PH=1，氫離子濃度為0.1mol/L，生成的硫酸濃度為0.05mol/L，說明X氣體中二氧化硫被過氧化氫氧化為硫酸，三氧化硫溶于水生成硫酸，X為SO₂、SO₃混合氣體．在溶液2中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，說明紅棕色固體為氧化鐵，物質的量=$\frac{4.00g}{160g/mol}$=0.025mol，溶液2為硫酸鐵溶液，氣體X通過氫氧化鈉溶液吸收生成溶液1為硫酸鈉、亞硫酸鈉，硫酸鐵在酸性溶液中氧化亞硫酸根離子為硫酸根離子，硫酸鐵被還原為硫酸亞鐵，則A為硫酸亞鐵，
（1）分析可知A為硫酸亞鐵；
（2）反應①是硫酸亞鐵分解生成二氧化硫、三氧化硫和氧化鐵，結合電子守恒、原子守恒配平書寫化學方程式；
（3）反應④中生成A的反應是鐵離子氧化亞硫酸根離子生成硫酸．

解答 解：X由兩種化合物組成，若將X通入品紅溶液，溶液褪色，說明X中含SO₂，若將X通入足量雙氧水中，X可全部被吸收且只得到一種強酸，再稀釋到1000mL，測得溶液的PH=1，氫離子濃度為0.1mol/L，生成的硫酸濃度為0.05mol/L，說明X氣體中二氧化硫被過氧化氫氧化為硫酸，三氧化硫溶于水生成硫酸，X為SO₂、SO₃混合氣體．在溶液2中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，說明紅棕色固體為氧化鐵，物質的量=$\frac{4.00g}{160g/mol}$=0.025mol，溶液2為硫酸鐵溶液，氣體X通過氫氧化鈉溶液吸收生成溶液1為硫酸鈉、亞硫酸鈉，硫酸鐵在酸性溶液中氧化亞硫酸根離子為硫酸根離子，硫酸鐵被還原為硫酸亞鐵，則A為硫酸亞鐵，
（1）分析可知A為硫酸亞鐵，化學式為：FeSO₄，故答案為：FeSO₄ ；
（2）反應①是硫酸亞鐵分解生成二氧化硫、三氧化硫和氧化鐵，結合電子守恒、原子守恒配平書寫化學方程式為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑，
故答案為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（3）反應④中生成A的反應是鐵離子氧化亞硫酸根離子生成硫酸，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺．

點評 本題考查了物質轉化關系的分析判斷，主要是物質性質和反應現象、定量關系的理解等，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．