Question

【題目】I．化合物X含有三種元素，其中兩種為非金屬元素，且原子個數(shù)比為1:1，X不溶于水，能溶于強酸。某研究小組為探究其組成和性質，設計并完成了如下實驗。

（1）X的化學式是____________________。

（2）寫出檢驗黃色溶液中金屬陽離子的實驗操作：__________。

（3）黃色溶液中加入銅片，銅片表面被腐蝕，則對應的離子方程式是：_____________________。

II．已知黑色固體中不含單質。為進一步探究其組成，研究小組將上述所得固體全部溶于稀鹽酸，配成100mL溶液，每次取20.00mL待測液于錐形瓶中，用2.000×10-2molL-1 KMnO4標準溶液進行滴定，并記錄實驗的結果如下表：

組次	1	2	3	4
V標（mL）	20.00	20.02	19.99	19.99

（4）如何判斷滴定終點：__________________。

（5）待測液中c(Fe2+) = ____________________。

（6）該黑色固體的化學式用FexOy形式可表示為_______________。

Answer 1

【答案】FeOCl 取少量黃色溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則說明有Fe3+ 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 當最后一滴標準KMnO4溶液滴入錐形瓶時，溶液恰好變淺紫（紅）色，且半分鐘內(nèi)不變色 0.1000mol.L-1 Fe4O5

【解析】

I．根據(jù)流程中信息可知，2.15gX與適量硫酸反應得到黃色溶液為含有鐵離子及硫酸根離子等的溶液，黃色溶液與足量氫氧化鈉溶液作用生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵沉淀加熱后生成紅棕色固體1.60g，即氧化鐵=0.01mol，故X中含有0.02 molFe3+，質量為0.02 mol=1.12g，與足量氫氧化鈉溶液反應的溶液再與足量硝酸鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀6.99g，即為=0.03mol，但硫酸根離子來自于所加硫酸，反應所得溶液繼續(xù)與足量硝酸酸化的硝酸銀溶液反應得到白色沉淀氯化銀2.87g，即為=0.02mol，故可推知X中含有0.02molCl-，質量為0.02 mol=0.71g，化合物X含有三種元素，其中兩種為非金屬元素，且原子個數(shù)比為1:1，故另一非金屬元素也為0.02 mol，且質量為2.15g-1.12g-0.71g=0.32g，則摩爾質量為=16g/mol，應為O元素，故X為FeOCl；

（1）X的化學式是FeOCl；

（2）檢驗黃色溶液中金屬陽離子Fe3+的實驗操作為：取少量黃色溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則說明有Fe3+；

（3）黃色溶液中加入銅片，銅片表面被腐蝕，反應生成Fe2+和Cu2+，對應的離子方程式是：2Fe3+ + Cu= 2Fe2+ + Cu2+；

II．（4）黑色固體溶于鹽酸后所得溶液中含有亞鐵離子，遇酸性高錳酸鉀溶液使其褪色，故判斷滴定終點為：當最后一滴標準KMnO4溶液滴入錐形瓶時，溶液恰好變淺紫（紅）色，且半分鐘內(nèi)不變色；

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，滴定消耗的標準液的平均體積為20.00mL，根據(jù)反應5Fe2+ + MnO4-+ 8H+=5Fe3+ + Mn2+ +4H2O可知，待測液中c(Fe2+) =；

（6）黑色固體中含有的Fe2+物質的量為,鐵的總物質的量為0.02 mol，則n(Fe2+) : n(Fe3+) =0.01 mol: 0.01 mol=1:1，該黑色固體的化學式用FexOy形式表示，根據(jù)化合物各元素化合價代數(shù)和為0，則有，得x:y=4:5，FexOy可表示為Fe4O5。