Question

【題目】研究表明不含結晶水的X（由4種短周期元素組成），可作為氧化劑和漂白劑，被廣泛應用于蓄電池工業等。為探究X的組成和性質，設計并完成了下列實驗：

已知：氣體單質B可使帶火星的木條復燃。

（1）X中含有的元素為：____；圖中被濃硫酸吸收的氣體的電子式為：_____。

（2）請寫出①的化學方程式：_____。

（3）已知X常用于檢驗Mn2+，它可將Mn2+氧化成MnO4-。請寫出X溶液和少量MnCl2溶液反應的離子方程式：_____。

Answer 1

【答案】N、H、S、O 2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O 7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+

【解析】

從圖中可以采集以下信息：m(X)=4.56g，m(BaSO4)=9.32g，V(O2)=0.224L，V(NH3)=1.12L-0.224L=0.896L。n(BaSO4)=，n(O2)=，n(NH3)=。在X中，m(NH4+)=0.04mol×18g/mol=0.72g，m(S)=0.04mol×32g/mol=1.28g，則X中所含O的質量為m(O)= 4.56g-0.72g-1.28g=2.56g，n(O)=。

X中所含NH4+、S、O的個數比為0.04:0.04:0.16=1:1:4，從而得出X的最簡式為NH4SO4，顯然這不是X的化學式，X可作為氧化劑和漂白劑，則其分子中應含有過氧鏈，化學式應為(NH4)2S2O8。

（1）從以上分析，可確定X中含有的元素；圖中被濃硫酸吸收的氣體為NH3。

（2）反應①中，(NH4)2S2O8與NaOH反應，生成BaSO4、NH3、O2等。

（3）已知X常用于檢驗Mn2+，它可將Mn2+氧化成MnO4-。則(NH4)2S2O8與MnCl2反應生成MnO4-、Cl2、SO42-等。

（1）從以上分析，可確定X中含有的元素為N、H、S、O；圖中被濃硫酸吸收的氣體為NH3，電子式為。答案為：N、H、S、O；；

（2）反應①中，(NH4)2S2O8與NaOH反應，生成BaSO4、NH3、O2等，且三者的物質的量之比為4:4:1，化學方程式為2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O。答案為：2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O；

（3）已知X常用于檢驗Mn2+，它可將Mn2+氧化成MnO4-。則(NH4)2S2O8與MnCl2反應生成MnO4-、Cl2、SO42-等。S2O82-中有兩個O從-1價降低到-2價，共得2e-；MnCl2中，Mn2+由+2價升高到+7價，Cl-由-1價升高到0價，MnCl2共失7e-，從而得到下列關系：7S2O82-+2Mn2++4Cl-——2Cl2↑+2MnO4-+14SO2-，再依據電荷守恒、質量守恒進行配平，從而得出反應的離子方程式為7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+。答案為：7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+。