Question

無機非金屬材料、金屬材料和有機高分子材料并稱為三大材料，是發展高新技術的基石，在未來科技發展中發揮著重要的作用。
（1）新型材料α-Fe粉具有超強的磁性能，用作高密度磁記錄的介質以及高效催化劑等。將5．60 g α-Fe粉與一定量水蒸氣在高溫下反應一定時間后冷卻，其質量變為6．88 g。
①產生的氫氣的體積為_________mL（標準狀況下）。
②將冷卻后的固體物質放入足量FeCl₃溶液中充分反應（已知Fe₃O₄不溶于FeCl₃溶液），計算最多消耗FeCl₃的物質的量         mol。
（2）Nierite是一種高熔點高硬度的陶瓷材料。Nierite的摩爾質量為140 g/mol，其中硅元素的質量分數為60%。已知1 mol NH₃與足量的化合物T充分反應后可得到35 g Nierite與3 mol HCl氣體。
Nierite的化學式為___________。T的化學式為____________。
（3）K金是常見的貴金屬材料，除黃金外，還含有銀、銅中的一種或兩種金屬。為測定某18K金樣品的組成，將2．832 g樣品粉碎后投入足量的濃硝酸中，充分溶解后，收集到NO₂和N₂O₄的混合氣體224 mL（折算至標準狀況，下同），將該混合氣體與84 mL O₂混合后緩緩通入水中，恰好被完全吸收。
①混合氣體的平均摩爾質量為______________。
②填寫該18K金的成分表（精確至0．01%，若不含該金屬則填0）。

18K金成分	Au	Ag	Cu
含量（質量分數）	75．00%	_________	_________

 

Answer 1

（1）①1792（2分）；②0．08 2分，
（2）Si₃N₄（2分）；SiCl₄（2分）
（3）①69 g/mol（2分）；
②Ag：11．44%；Cu：13．56%（4分）

解析試題分析：（1）鐵與水蒸氣反應3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂,物質增加的質量為氧元素，n(H₂)=n(O)=（6．88－5．60）÷16=0．08mol   v(H₂)=0．08×22．4×1000=1792mL（2）n(Fe)=5．6÷56=0．1mol，n(Fe₃O₄)=n(O)÷4=0．02mol，故固體中剩余的鐵單質為0．04mol，消耗FeCl₃的量為n(FeCl₃)=2n(Fe)=0．08mol
（2）Nierite確定有硅元素和氮元素，化學式中硅元素原子個數為140×60%÷28=3，氮原子個數為140×40%÷14=4，故化學式為Si₃N₄；根據原子守恒可以得出T的化學式為SiCl₄；
（3）假設氣體全為NO₂，則有4NO₂+H₂O+O₂=4HNO₃,m(NO₂)=84×10^-3÷22．4×46×4=0．69g，氣體的質量不變，則混合氣體的平均摩爾質量為0．69÷（224×10^-3÷22．4）="69" g/mol
設K金中含有銅銀兩種金屬，則根據質量關系列等式為64n(Cu)+108n(Ag)=2．832×25%
金不溶于硝酸，銅銀溶于硝酸，根據電子守恒得出等式為2n(Cu)+n(Ag)=84×10^-3÷22．4×4（氧氣得到的電子），二者聯立解得n(Cu)=0．006mol，n(Ag)=0．003mol，百分含量分別為Ag：11．44%；Cu：13．56%。
考點：考查化學計算有關問題。