Question

【題目】為探究某黃色固體的組成和性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

請(qǐng)回答：

（1）X 的化學(xué)式是_______。

（2）X 在空氣中充分灼燒的化學(xué)方程式為_______。

（3）溶液 A 與燒堿反應(yīng)生成 B 和淺黃色沉淀（0.01mol）的化學(xué)方程式為_______。

Answer 1

【答案】CuFeS2 4CuFeS2＋13O2＝4CuO＋2Fe2O3＋8SO2 3Fe2 (SO4)3＋12NaOH＝Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12＋5Na2SO4

【解析】

根據(jù)流程圖，11.04gX在空氣中灼燒，生成的氣體使品紅溶液褪色的氣體是二氧化硫，生成的黑色固體氧化物應(yīng)該為CuO，得到紅褐色固體氧化物應(yīng)該為 Fe2O3，根據(jù)圖示中提供的數(shù)據(jù)計(jì)算含有S、Cu、Fe元素的物質(zhì)的量確定X的化學(xué)式以及物質(zhì)的量；氧化鐵加入適量稀硫酸溶解得到含一種溶質(zhì)的溶液為Fe2(SO4)3溶液，再加入NaOH反應(yīng)生成溶液為7.1g，單一溶質(zhì)且只含一種金屬元素，B為Na2SO4，結(jié)合元素守恒和電荷守恒分析判斷黃色沉淀所含成分，據(jù)此分析解答。

根據(jù)流程圖，11.04gX在空氣中灼燒，生成的氣體使品紅溶液褪色的氣體是二氧化硫，n(SO2)==0.12mol，生成的黑色固體氧化物應(yīng)該為CuO，物質(zhì)的量n(CuO)==0.06mol，得到紅褐色固體氧化物應(yīng)該為 Fe2O3，物質(zhì)的量n(Fe2O3)==0.03mol，則化合物中含Fe、Cu、S，物質(zhì)的量之比n(Fe) ∶n(Cu)) ∶n(S)=0.03×2∶0.06∶0.12=1∶1∶2，因此X化學(xué)式為FeCuS2，物質(zhì)的量0.06mol，質(zhì)量=0.06mol×(56+64+64)g/mol=11.04g，符合題意，上述推斷正確，氧化鐵加入適量稀硫酸溶解得到含一種溶質(zhì)的溶液為Fe2(SO4)3溶液，則n[Fe2(SO4)3]=0.03mol，4.8gNaOH反應(yīng)生成溶液為7.1g，單一溶質(zhì)且只含一種金屬元素，推斷為Na2SO4，n(NaOH)==0.12mol，n(Na2SO4)==0.05mol，結(jié)合元素守恒和電荷守恒，0.03molFe2(SO4)3和0.12molNaOH反應(yīng)得到0.05molNa2SO4和淺黃色沉淀，淺黃色沉淀中含n(Na+)=0.12mol-0.05mol×2=0.02mol，n(Fe3+)=0.06mol，n(OH-)=0.12mol，n(SO42-)=0.03mol×3-0.05mol=0.04mol，得到淺黃色沉淀組成：n(Na+)∶n(Fe3+)∶n(OH-)∶n(SO42-)=0.02∶0.06∶0.12∶0.04=1∶3∶6∶2，組成為NaFe3 (SO4)2(OH)6。

(1)根據(jù)上述計(jì)算可知X為FeCuS2，故答案為：FeCuS2；

(2X在空氣中充分灼燒生成二氧化硫、氧化鐵、氧化銅，結(jié)合電子守恒和原子守恒書(shū)寫(xiě)得到反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeCuS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2，故答案為：4FeCuS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2；

(3)溶液A與燒堿反應(yīng)生成B和淺黃色沉淀(0.01mol)的反應(yīng)是氫氧化鈉和硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸鈉和淺黃色沉淀，結(jié)合上述計(jì)算得到沉淀化學(xué)式為Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe2(SO4)3+12NaOH=5Na2SO4+ Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12↓，故答案為：3Fe2(SO4)3+12NaOH=5Na2SO4+ Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12↓。