Question

14．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)計并完成了如下實驗：

已知：
①無機(jī)鹽A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3.96g該無機(jī)鹽溶于水，滴加適量稀硫酸后，再加入2.24g還原鐵粉，恰好完全反應(yīng)得混合溶液B．
③該小組同學(xué)將溶液BN分為二等份，分別按路線Ⅰ、路線Ⅱ進(jìn)行實驗．
④在路線Ⅱ中，首先向溶液B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2.40g；再將濾液在一定條件下蒸干，只得到6.96g純凈的不含結(jié)晶水的正鹽E．
請按要求回答下列問題：
（1）由路線Ⅰ的現(xiàn)象可知，溶液BN中含有的陽離子是Fe²⁺．
（2）由路線Ⅰ“試液變血紅色”的原因是2Fe²⁺+Cl²=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃（用離子方程式表示）．
（3）由實驗流程圖可推得，含氧酸鹽E的化學(xué)式是K₂SO₄；由路線Ⅱ可知，3.96g無機(jī)鹽A中所含鉀元素的質(zhì)量為1.56g．
（4）無機(jī)鹽A與2.24g還原鐵粉恰好完全反應(yīng)生成溶液B的化學(xué)反應(yīng)方程式為2Fe+K₂FeO₄+4H₂SO₄═3FeSO₄+K₂SO₄+4H₂O．

Answer 1

分析 2.40gFe₂O₃粉末物質(zhì)的量為0.015mol，鐵元素的物質(zhì)的量為0.015×2mol=0.030mol，因加入了2.24g還原鐵粉（0.04mol），故原來無機(jī)鹽A為鐵元素的物質(zhì)的量為0.030×2mol-0.04mol=0.02mol；據(jù)題意得E為K₂SO₄，6.96g K₂SO₄物質(zhì)的量為0.04mol，故無機(jī)鹽A中含鉀元素，依據(jù)A為含氧酸根，且分子中的原子個數(shù)比為2：1：4，可得A的化學(xué)式為K₂FeO₄，
（1）路線Ⅰ為檢驗亞鐵離子的方法；
（2）亞鐵離子與氯氣反應(yīng)生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺遇到KSCN溶液變血紅色；
（3）K₂FeO₄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=$\frac{m}{M}$計算出K₂FeO₄的物質(zhì)的量，再根據(jù)n=nM計算出鉀離子的質(zhì)量；
（4）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：2.40gFe₂O₃粉末物質(zhì)的量為0.015mol，鐵元素的物質(zhì)的量為0.015×2mol=0.030mol，因加入了2.24g還原鐵粉（0.04mol），故原來無機(jī)鹽A為鐵元素的物質(zhì)的量為0.030×2mol-0.04mol=0.02mol；據(jù)題意得E為K₂SO₄，6.96g K₂SO₄物質(zhì)的量為0.04mol，故無機(jī)鹽A中含鉀元素，依據(jù)A為含氧酸根，且分子中的原子個數(shù)比為2：1：4，可得A的化學(xué)式為K₂FeO₄，
（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⁺；
（2）亞鐵離子與氯氣反應(yīng)生成Fe³⁺，其離子方程式為2Fe²⁺+Cl²=2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺遇到KSCN溶液變血紅色，其反應(yīng)為Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
故答案為：2Fe²⁺+Cl²=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（3）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E為K₂SO₄；
3.96gK₂FeO₄的物質(zhì)的量為$\frac{3.96g}{198g/mol}$=0.02mol，0.02molK₂FeO₄中含有0.04mol鉀離子，含有鉀離子的質(zhì)量為39g/mol×0.04mol=1.56g，
故答案為：K₂SO₄ ；1.56；
（4）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．

點評 本題考查了探究物質(zhì)組成的方法，題目難度較大，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、離子的檢驗方法等知識，試題知識點較多，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．