Question

17．Ⅰ．濃硝酸與濃鹽酸混合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生少量的氣體單質(zhì)X、化合物M和無(wú)色液體，化合物M中所有原子均達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．2molM加熱分解生成lmol X和2mol無(wú)色氣體Y，Y遇到空氣呈現(xiàn)紅棕色．
（1）鎂與氣體X反應(yīng)產(chǎn)物的電子式為
（2）濃硝酸和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為HNO₃+3HCl=NOCl+Cl₂+2H₂O
（3）化合物M水解生成兩種酸，為非氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NOCl+H₂O=HNO₂+HCl
Ⅱ．石油鐵儲(chǔ)罐久置未清洗易引發(fā)火災(zāi)，經(jīng)分析研究，事故由罐體內(nèi)壁附著的氧化物甲與溶于石油中的氣態(tài)氫化物乙按1：3反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)丙自燃引起．某研究小組將一定量的丙粉末投人足量的濃鹽酸中發(fā)生反應(yīng)，得到4.8g淡黃色沉淀和氣體乙，乙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.52g•L^-1，過(guò)濾后向?yàn)V液（假設(shè)乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀，過(guò)濾、洗滌、灼燒后的固體質(zhì)量為24g．已知?dú)怏w乙可溶于水．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）甲的化學(xué)式為Fe₂O₃．
（2）寫(xiě)出丙中非金屬元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖．
（3）丙在鹽酸中反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe₂S₃+4H⁺=2H₂S↑+2Fe²⁺+S（離子方程式表示）
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證不同溫度對(duì)丙與鹽酸反應(yīng)速率的影響 
（5）為消除火災(zāi)隱患，下列措施可行的是AD
A．石油入罐前脫硫  B．定期用酸清洗罐體  C．罐體內(nèi)壁涂刷油漆  D．罐體中充入氮?dú)猓?

Answer 1

分析 Ⅰ．Y遇到空氣呈現(xiàn)紅棕色，則Y為NO，濃硝酸與濃鹽酸混合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生少量的氣體單質(zhì)X、化合物M和無(wú)色液體，則濃硝酸與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，化合物M中所有原子均達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，2molM加熱分解生成lmol X和2mol無(wú)色氣體Y，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷，X為Cl₂，M為NOCl，無(wú)色液體為水；
Ⅱ．丙粉末投人足量的濃鹽酸中發(fā)生反應(yīng)，得到4.8g淡黃色沉淀和氣體乙，則淡黃色沉淀為S，物質(zhì)的量為0.15mol，乙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.52g•L^-1，則乙的相對(duì)分子質(zhì)量為34，氣體乙可溶于水，則乙為H₂S，向?yàn)V液（假設(shè)乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀，則濾液中含有亞鐵離子，灼燒后的固體為氧化鐵，質(zhì)量為24g，則鐵元素的質(zhì)量為16.8g，即為0.3mol，所以在丙中鐵元素與硫單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2：1，而氧化物甲與氣態(tài)氫化物乙按1：3反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)丙，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷甲為Fe₂O₃，丙為Fe₂S₃，甲與乙發(fā)生的反應(yīng)生成丙的反應(yīng)為Fe₂O₃+3H₂S=Fe₂S₃+3H₂O，丙在鹽酸中發(fā)生反應(yīng)為Fe₂S₃+4HCl=2H₂S↑+2FeCl₂+S，符合題中條件，據(jù)此答題．

解答 解：Ⅰ．Y遇到空氣呈現(xiàn)紅棕色，則Y為NO，濃硝酸與濃鹽酸混合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生少量的氣體單質(zhì)X、化合物M和無(wú)色液體，則濃硝酸與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，化合物M中所有原子均達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，2molM加熱分解生成lmol X和2mol無(wú)色氣體Y，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷，X為Cl₂，M為NOCl，無(wú)色液體為水，
（1）X為Cl₂，鎂與氣體X反應(yīng)產(chǎn)物為氯化鎂，其的電子式為，故答案為：；　　　　
（2）濃硝酸和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為HNO₃+3HCl=NOCl+Cl₂+2H₂O，故答案為：HNO₃+3HCl=NOCl+Cl₂+2H₂O；
（3）M為NOCl，M水解生成兩種酸，為非氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)可知，應(yīng)生成亞硝酸和鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NOCl+H₂O=HNO₂+HCl，
故答案為：NOCl+H₂O=HNO₂+HCl；
Ⅱ．丙粉末投人足量的濃鹽酸中發(fā)生反應(yīng)，得到4.8g淡黃色沉淀和氣體乙，則淡黃色沉淀為S，物質(zhì)的量為0.15mol，乙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.52g•L^-1，則乙的相對(duì)分子質(zhì)量為34，氣體乙可溶于水，則乙為H₂S，向?yàn)V液（假設(shè)乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀，則濾液中含有亞鐵離子，灼燒后的固體為氧化鐵，質(zhì)量為24g，則鐵元素的質(zhì)量為16.8g，即為0.3mol，所以在丙中鐵元素與硫單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2：1，而氧化物甲與氣態(tài)氫化物乙按1：3反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)丙，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可推斷甲為Fe₂O₃，丙為Fe₂S₃，甲與乙發(fā)生的反應(yīng)生成丙的反應(yīng)為Fe₂O₃+3H₂S=Fe₂S₃+3H₂O，丙在鹽酸中發(fā)生反應(yīng)為Fe₂S₃+4HCl=2H₂S↑+2FeCl₂+S，符合題中條件，
（1）根據(jù)上面的分析可知，甲的化學(xué)式為Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（2）丙為Fe₂S₃，丙中非金屬元素為硫元素，其離子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，故答案為：；
（3）丙在鹽酸中反應(yīng)的離子方程式為Fe₂S₃+4H⁺=2H₂S↑+2Fe²⁺+S，故答案為：Fe₂S₃+4H⁺=2H₂S↑+2Fe²⁺+S；
（4）驗(yàn)證不同溫度對(duì)丙與鹽酸反應(yīng)速率的影響，可以將盛有等濃度、等體積的鹽酸的兩個(gè)反應(yīng)容器置于不同溫度的水浴中，加入等量的Fe₂S₃，觀察黑色物質(zhì)消失的快慢，故答案為：將盛有等濃度、等體積的鹽酸的兩個(gè)反應(yīng)容器置于不同溫度的水浴中，加入等量的Fe₂S₃，觀察黑色物質(zhì)消失的快慢；
（5）要消除火災(zāi)隱患，即不能產(chǎn)生丙物質(zhì)，也就是不能出現(xiàn)氧化鐵和硫化氫，所以可以采取石油入罐前脫硫和罐體中充入氮?dú)夥乐硅F被氧化的方法，故選AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系和物質(zhì)性質(zhì)的綜合應(yīng)用，主要考查了Fe、S、Cl、N的性質(zhì)應(yīng)用，題目難度較大，需要熟悉物質(zhì)性質(zhì)的特征反應(yīng)，轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析判斷．