Question

【題目】某黑色物質甲只含兩種元素，為探究物質甲的組成和性質，設計并完成如下實驗。其中氣態氫化物乙在標況下的密度為 1.518 gL-1，甲和乙中相同元素的化合價相同。

（1）甲的化學式 ______________。

（2）寫出白色沉淀轉變為紅褐色沉淀的化學方程式 ___________________________。

（3）將氣體乙在過量空氣中充分燃燒后的混合氣體通入 BaCl2 溶液，出現白色沉淀。寫出燃燒后的混合氣體通入BaCl2 溶液產生白色沉淀的離子方程式 ___________________________。

Answer 1

【答案】 Fe3S4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2H2O+2SO2+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+

【解析】甲與足量濃鹽酸反應得到的濾液中加入足量NaOH溶液，產生白色沉淀，白色沉淀變為紅褐色，濾液中含Fe2+，紅褐色沉淀為Fe（OH）3，紅褐色Fe（OH）3灼燒后得到24g的固體為Fe2O3，根據Fe守恒，甲中含Fe元素，且n（Fe）=2n（Fe2O3）=2=0.3mol；甲+濃鹽酸→氣態氫化物乙+濾液+淡黃色沉淀，甲中只含兩種元素，M（乙）=1.518g/L22.4L/mol=34g/mol，乙為H2S，淡黃色沉淀為S，n（S）==0.1mol，甲中含S元素，乙中硫元素的化合價為-2價，甲和乙中相同元素的化合價相同，甲中硫元素的化合價為-2價；甲與濃鹽酸的反應為氧化還原反應，設甲中Fe元素的化合價為x，根據得失電子守恒，0.3mol[x-（+2）]=0.1mol[0-（-2）]，解得x=+，根據正負化合價代數和為0，甲的化學式為Fe3S4。

甲與足量濃鹽酸反應得到的濾液中加入足量NaOH溶液，產生白色沉淀，白色沉淀變為紅褐色，濾液中含Fe2+，紅褐色沉淀為Fe（OH）3，紅褐色Fe（OH）3灼燒后得到24g的固體為Fe2O3，根據Fe守恒，甲中含Fe元素，且n（Fe）=2n（Fe2O3）=2=0.3mol；甲+濃鹽酸→氣態氫化物乙+濾液+淡黃色沉淀，甲中只含兩種元素，M（乙）=1.518g/L22.4L/mol=34g/mol，乙為H2S，淡黃色沉淀為S，n（S）==0.1mol，甲中含S元素，乙中硫元素的化合價為-2價，甲和乙中相同元素的化合價相同，甲中硫元素的化合價為-2價；甲與濃鹽酸的反應為氧化還原反應，設甲中Fe元素的化合價為x，根據得失電子守恒，0.3mol[x-（+2）]=0.1mol[0-（-2）]，解得x=+，根據正負化合價代數和為0，甲的化學式為Fe3S4。

（1）根據上述分析，甲的化學式為Fe3S4。

（2）白色沉淀轉化為紅褐色沉淀的化學方程式為4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

（3）氣體乙為H2S，H2S在過量空氣中充分燃燒生成SO2和H2O，所得混合氣體中含SO2和過量空氣，將燃燒后的混合氣體通入BaCl2溶液，SO2與O2在溶液中反應生成SO42-，SO42-與Ba2+作用產生白色BaSO4沉淀，反應的離子方程式為2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+。