Question

15．某無機(jī)鹽Y，由三種元素組成，受熱可分解．稱取4.84g的 Y，完全分解可得1.6g紅棕色粉末Z；同時產(chǎn)生兩種氣體，其中一種成分為O₂，O₂體積為336mL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）．若將此混合氣體通入水中，可被完全吸收，所得溶液恰能將Z溶解，得到黃色Y溶液，Z通常可用于生產(chǎn)顏料及防銹油漆．
請推測并回答：
（1）Z的化學(xué)式是Fe₂O₃．
（2）寫出Y受熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程式4Fe（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑．
（3）若向Y的稀溶液中通入SO₂，溶液由黃色變成淺綠色，后又變成黃色．寫出最初溶液變成淺綠色所發(fā)生的離子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（4）Z可用于汽車安全氣囊中，當(dāng)其中的NaN₃高溫分解產(chǎn)生大量N₂時，生成的Na可與Z反應(yīng)生成一種單質(zhì)及一種化合物．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe₂O₃+6Na $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Fe+3Na₂O．
（5）某同學(xué)為了檢驗Y分解所得氣體中含有O₂，用向上排空氣法收集了一試管氣體，插入帶火星木條，結(jié)果木條復(fù)燃．請判斷該同學(xué)的實驗方法是否合理并說明理由不合理，NO₂也可能有助燃性，能使木條復(fù)燃，所以無法證明一定含有O₂．

Answer 1

分析 分解生成紅棕色粉末Z通�？捎糜谏�產(chǎn)顏料及防銹油漆，Z為Fe₂O₃，將分解得到混合氣體通入水中，可被完全吸收，所得溶液恰能將Z溶解，得到黃色Y溶液，則Y含有Fe³⁺，混合氣體與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，由（3）若向Y的稀溶液中通入SO₂，溶液由黃色變成淺綠色，鐵離子將二氧化硫氧化為硫酸，后又變成黃色，說明酸性條件下，酸根具有強(qiáng)氧化性，可能為NO₃^-，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為$\frac{1.6g}{160g/mol}$=0.01mol，根據(jù)電荷守恒NO₃^-應(yīng)為0.06mol，分解生成的氧氣為$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，氧氣質(zhì)量為0.015mol×32g/mol=0.48g，另外氣體的質(zhì)量為4.84g-1.6g-0.48g=2.76g，該氣體中N元素質(zhì)量為0.06mol×14g/mol=0.84g，O元素質(zhì)量為2.76g-0.84g=1.92g，O原子物質(zhì)的量為$\frac{1.92g}{16g/mol}$=0.12mol，N原子、O原子數(shù)目之比為0.06mol：0.12mol=1：2，該氣體為NO₂，其物質(zhì)的量為0.12mol，混合氣體通入水發(fā)生反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，恰好完全吸收，生成0.12mol HNO₃，恰好溶解0.01mol Fe₂O₃，驗證符合題意，則Y為Fe（NO₃）₃．

解答 解：分解生成紅棕色粉末Z通�？捎糜谏�產(chǎn)顏料及防銹油漆，Z為Fe₂O₃，將分解得到混合氣體通入水中，可被完全吸收，所得溶液恰能將Z溶解，得到黃色Y溶液，則Y含有Fe³⁺，混合氣體與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，由（3）若向Y的稀溶液中通入SO₂，溶液由黃色變成淺綠色，鐵離子將二氧化硫氧化為硫酸，后又變成黃色，說明酸性條件下，酸根具有強(qiáng)氧化性，可能為NO₃^-，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為$\frac{1.6g}{160g/mol}$=0.01mol，根據(jù)電荷守恒NO₃^-應(yīng)為0.06mol，分解生成的氧氣為$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，氧氣質(zhì)量為0.015mol×32g/mol=0.48g，另外氣體的質(zhì)量為4.84g-1.6g-0.48g=2.76g，該氣體中N元素質(zhì)量為0.06mol×14g/mol=0.84g，O元素質(zhì)量為2.76g-0.84g=1.92g，O原子物質(zhì)的量為$\frac{1.92g}{16g/mol}$=0.12mol，N原子、O原子數(shù)目之比為0.06mol：0.12mol=1：2，該氣體為NO₂，其物質(zhì)的量為0.12mol，混合氣體通入水發(fā)生反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，恰好完全吸收，生成0.12mol HNO₃，恰好溶解0.01mol Fe₂O₃，驗證符合題意，則Y為Fe（NO₃）₃．
（1）Z的化學(xué)式是：Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（2）Y受熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程式：4Fe（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑，
故答案為：4Fe（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑；
（3）若向Y的稀溶液中通入SO₂，溶液由黃色變成淺綠色，后又變成黃色，最初溶液變成淺綠色所發(fā)生的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）Na可與Fe₂O₃反應(yīng)生成一種單質(zhì)及一種化合物，反應(yīng)生成Fe及氧化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+6Na $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Fe+3Na₂O，
故答案為：Fe₂O₃+6Na $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Fe+3Na₂O；
（5）NO₂也可能有助燃性，能使木條復(fù)燃，所以無法證明一定含有O₂，該同學(xué)說法不合理，
故答案為：不合理，NO₂也可能有助燃性，能使木條復(fù)燃，所以無法證明一定含有O₂．

點評 本題考查無機(jī)物推斷，注意從問題中判斷酸根在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，再進(jìn)行驗證，題目難度較大．