Question

6．有一固體粉末，由炸藥和引爆劑組成，其化學成分為中學常見的甲、乙兩種化合物和三種單質(zhì)．為分析其組成，進行了如下實驗：
①取29.14g固體，在一密閉容器中引爆，發(fā)生猛烈爆炸，生成的氣體折合成標準狀況下的體積為8.96L，經(jīng)分析，其中N₂：CO₂的體積比為1：3．
②將①反應(yīng)后的固體加足量的水溶解并過濾．濾液中只有一種正鹽丙，通入足量氯氣，可得3.21g淡黃色沉淀，焰色反應(yīng)火焰呈紫色．
③操作②中還剩不溶物2.14g，元素分析表明，其中含有三種元素，均是有甲參加的某一著名反應(yīng)的生成物．將此不溶物加入足量的NaOH溶液中，還剩1.12g固體，該固體是一種可被磁鐵吸引的單質(zhì)丁，丁在潮濕的空氣中易被氧化．
請回答下列問題：
（1）乙的化學式為KNO₃，丙的電子式為．
（2）寫出此炸藥爆炸反應(yīng)的化學方程式為S+2KNO₃+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂S+N₂↑+3CO₂↑．
（3）引爆劑發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，引爆劑的作用是提供爆炸反應(yīng)發(fā)生所需的熱量．
（4）以下物質(zhì)中，有可能作為甲的替代品的是D．
A．KCl         B．K₂CO₃         C．Na₂S           D．CuO
（5）設(shè)計一個實驗方案，探究丁在潮濕的空氣中被氧化的價態(tài)取樣，用鹽酸溶解后，將溶液分成兩份，一份滴加硫氰化鉀溶液，變紅，說明有Fe³⁺，另一份加K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，有藍色沉淀說明有Fe²⁺．．

Answer 1

分析 ①取29.14g固體，在一密閉容器中引爆，發(fā)生猛烈爆炸，生成的氣體折合成標準狀況下的體積為8.96L，經(jīng)分析，其中N₂與CO₂的體積比為1：3，混合氣體總物質(zhì)的量=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，則氮氣為$\frac{1}{4}$×0.4mol=0.1mol，二氧化碳為0.4mol-0.1mol=0.3mol；
②將①反應(yīng)后的固體加足量的水溶解并過濾，濾液中只有一種正鹽丙，通入足量氯氣，可得3.21g淡黃色沉淀，黃色沉淀為S，其物質(zhì)的量=$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol，焰色反應(yīng)透過藍色鈷玻璃觀察火焰呈紫色，含有K元素，故丙為K₂S，其物質(zhì)的量為0.1mol；
③操作②過濾出不溶物2.14g，元素分析表明，其中含有三種元素，均是有甲參加的某一著名反應(yīng)的生成物，將此不溶物加入足量的NaOH溶液中，還剩1.12g固體，該固體是一種可被磁鐵吸引的單質(zhì)丁，丁在潮濕的空氣中易被氧化，則丁為Fe，其物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{56g/mol}$=0.02mol，不溶物中還含有Al₂O₃，其質(zhì)量=2.14g-1.12g=1.02g，物質(zhì)的量=$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.01mol，化合物甲為鐵的氧化物，根據(jù)原子守恒可知，甲中Fe、O原子數(shù)目之比=0.02：0.01×3=2：3，故甲為Fe₂O₃，原固體粉末中含有Al單質(zhì)，
綜上分析，化合物乙與另外兩種單質(zhì)反應(yīng)生成K₂S、N₂、CO₂，結(jié)合氧化還原反應(yīng)可知，另外兩種單質(zhì)為C、S，由原子守恒可知化合物乙含有K、N、O三種元素，且K、N、O原子數(shù)目之比=0.1×2：0.1×2：0.3×2=211：3，故乙為KNO₃，據(jù)此解答．

解答 解：①取29.14g固體，在一密閉容器中引爆，發(fā)生猛烈爆炸，生成的氣體折合成標準狀況下的體積為8.96L，經(jīng)分析，其中N₂與CO₂的體積比為1：3，混合氣體總物質(zhì)的量=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，則氮氣為$\frac{1}{4}$×0.4mol=0.1mol，二氧化碳為0.4mol-0.1mol=0.3mol；
②將①反應(yīng)后的固體加足量的水溶解并過濾，濾液中只有一種正鹽丙，通入足量氯氣，可得3.21g淡黃色沉淀，黃色沉淀為S，其物質(zhì)的量=$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol，焰色反應(yīng)透過藍色鈷玻璃觀察火焰呈紫色，含有K元素，故丙為K₂S，其物質(zhì)的量為0.1mol；
③操作②過濾出不溶物2.14g，元素分析表明，其中含有三種元素，均是有甲參加的某一著名反應(yīng)的生成物，將此不溶物加入足量的NaOH溶液中，還剩1.12g固體，該固體是一種可被磁鐵吸引的單質(zhì)丁，丁在潮濕的空氣中易被氧化，則丁為Fe，其物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{56g/mol}$=0.02mol，不溶物中還含有Al₂O₃，其質(zhì)量=2.14g-1.12g=1.02g，物質(zhì)的量=$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.01mol，化合物甲為鐵的氧化物，根據(jù)原子守恒可知，甲中Fe、O原子數(shù)目之比=0.02：0.01×3=2：3，故甲為Fe₂O₃，原固體粉末中含有Al單質(zhì)，
綜上分析，化合物乙與另外兩種單質(zhì)反應(yīng)生成K₂S、N₂、CO₂，結(jié)合氧化還原反應(yīng)可知，另外兩種單質(zhì)為C、S，由原子守恒可知化合物乙含有K、N、O三種元素，且K、N、O原子數(shù)目之比=0.1×2：0.1×2：0.3×2=211：3，故乙為KNO₃．
（1）由上述分析可知，乙的化學式為KNO₃，丙為K₂S，電子式為：，
故答案為：KNO₃；；
（2）此炸藥爆炸反應(yīng)的化學方程式為：S+2KNO₃+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂S+N₂↑+3CO₂↑，
故答案為：S+2KNO₃+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂S+N₂↑+3CO₂↑；
（3）引爆劑發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，引爆劑的作用是：提供爆炸反應(yīng)發(fā)生所需的熱量，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；提供爆炸反應(yīng)發(fā)生所需的熱量；
（4）Al與氧化鐵操作鋁熱劑，發(fā)生鋁熱反應(yīng)，放出大量的熱，故可以用CuO代替氧化鐵，
故答案為：D；
（5）設(shè)計一個實驗方案，探究丁在潮濕的空氣中被氧化的價態(tài)，具體方案為：故答案為：取樣，用鹽酸溶解后，將溶液分成兩份，一份滴加硫氰化鉀溶液，變紅，說明有Fe³⁺，另一份加K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，有藍色沉淀說明有Fe²⁺．

點評 本題考查無機物推斷，屬于計算型推斷，綜合考查學生的計算能力、分析推理能力，難度較大．