Question

高中化學學習階段，氨的催化氧化反應也可用某金屬M（相對原子質量＜100）的氧化物做催化劑．M元素的離子在一定條件下能與NH₃、鹵離子等按某固定比例牢牢結合成穩定的配合物離子（類似于原子團）．
（1）150℃、常壓下，6.08g該氧化物與0.6mol HCl氣體充分發生復分解反應后，氧化物無剩余，氣體變為0.48mol．該金屬M的相對原子質量為

 

．
將上述反應所得固體溶于水配成50.0mL溶液，該溶液中溶質的物質的量濃度為

 

mol?L^-1．
（2）取（1）中所配溶液12.5mL，稀釋至25mL，緩緩通入2688mL氨氣（標況下），在一定條件下反應恰好完全，得到產物B（摩爾質量為260.5g/mol），繼續用1.5mol/L的AgNO₃溶液滴定，達到終點時，耗去AgNO₃溶液40.0mL．將B投入過量燒堿溶液中，未檢測出NH₃的逸出．則B的化學式可表示為

 

．
（3）已知在圖中，L的位置完全相同．現有另一種配離子[M（NH₃）_6-xCl_x]^n±（1≤x≤5，且x為整數），結構類似圖．
如果該配離子共有2種不同結構，該配離子的式量為

 

．
（4）一定條件下，3.04g該金屬氧化物恰好被某氧化劑（效果相當于0.03mol O₂）氧化，再加入0.05mol KCl，經一些特殊工藝處理，K、M兩元素恰好完全形成含氧酸鹽（式量＜360），且鹽內部陰陽離子個數比為1：2．則該鹽的式量以及物質的量分別為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據題意的理解，發生復分解反應可得反應方程式，由物質的量變化求O元素的量，（O元素完全來自金屬氧化物）
設金屬化合價寫化學式，然后討論，根據計算出來的結果計算物質的量濃度；
（2）根據氯離子0.06mol； 氨0.12mol； 鉻離子0.02mol得到最簡比為1：6：3  可得到化學式；
（3）根據圖示，x=2，3，4時才有兩種不同結構，所以分別算得式量；
（4）根據“效果相當于0.03mol O₂”利用電子轉移守恒可知鉻在鹽中的化合價為+6，又由“鹽內部陰陽離子個數比為1：2”，設鹽為K₂（Cr_xO_y），因為k不可能形成含氧酸根，只有鉻、鐵、錳等金屬可能，所以這樣設．因為該物質呈中性，可用陰陽離子電荷相等，求得x與y的關系，再由式量小于360，得到x=1或2，即該鹽為k₂CrO₄或k₂Cr₂O₇，再分別設pmol，nmol，利用鉀元素和鉻元素守恒（因為題目中說“此二元素恰好‘完全’形成含氧酸鹽”，所以全部轉化）列出兩個式子聯立方程組即可求解．

解答：解：（1）設氧化物的化學式為M₂O_X，與HCl的反應方程式為：M₂Ox+2xHCl═2MCl_x+xH₂O，
則有：M₂Ox+2xHCl═2MCl_x+xH₂O
      （2M+16x）g   2xmol
        6.08g     （0.6-0.48）mol
n（O元素）=n（H₂O）=0.12mol 
可知：n（M金屬）=

0.24

x

mol
m（M金屬）=6.08-m（O元素）=6.08-0.12×16=4.16g
M（M金屬）=m（M金屬）/n（M金屬）=

4.16

0.24 x

=

52x

3

討論：
當x=1時，M（M金屬）=17.33g/mol （元素周期表中沒有） 
當x=2時，M（M金屬）=34.67g/mol （元素周期表中沒有）
當x=3時，M（M金屬）=52g/mol  （金屬Cr）
當x=4時，M（M金屬）=69.33/mol （元素周期表中沒有）
當x=5時，M（M金屬）=86.7g/mol （元素周期表中沒有）
當x=6時，M（M金屬）=104g/mol（與題意不符合）
故只有52符合，為Cr元素，氧化物為Cr₂O₃，6.08g該氧化物的物質的量為n（Cr₂O₃）=

6.08

152

=0.04mol，溶于鹽酸生成CrCl₃，物質的量為0.08mol，其濃度為：

0.08mol

0.05L

=1.6mol/L，故答案為：52； 1.6；
（2）12.5mL溶液中含離子的物質的量為0.02mol，2688mL氨氣的物質的量為：

2.688

22.4

=0.12mol，B含有Cl^-離子的物質的量為0.04L×1.5mol/L=0.06mol，能與硝酸銀溶液反應，說明Cl為配合物的外界離子，將B投入過量燒堿溶液中，未檢測出NH₃的逸出．說明NH₃和Cr形成配位鍵，則n（Cr³⁺）：n（NH₃）：n（Cl^-）=1：6：3，故化學式為：[Cr（NH₃）₆]Cl ₃，
故答案為：[Cr（NH₃）₆]Cl ₃；
（3）根據圖示，x=2，3，4時才有兩種不同結構，所以分別算得式量為：191.0，209.5，228.0，故答案為：
191.0，209.5，228.0；
（4）電子轉移守恒（設鉻鹽中鉻元素的化合價為n）：2×（n-3）×

3.04

152

=4×0.03，可知鉻在鹽中的化合價為+6，由“鹽內部陰陽離子個數比為1：2”，設鹽為K₂（Cr_xO_y），
因為該物質呈中性，又式量小于360，得到x=1或2，根據陰陽離子電荷相等，求得x：y=1：4或2：7，
即該鹽為k₂CrO₄或k₂Cr₂O₇，式量分別為194，294；
分別設k₂CrO₄、k₂Cr₂O₇為pmol，qmol，利用鉀元素和鉻元素守恒，則有：
2p+2q=0.05mol，p+2q=

3.04

152

mol，解之得：p=0.01mol，q=0.15mol，故答案為：294、0.015mol；194、0.01mol．

點評：本題綜合考查配合物知識，難度較大，注意從守恒的角度進行計算．