Question

【題目】I．X是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的新型漂白劑(由四種短周期元素組成的純凈物)，無毒無味，性能溫和，且對環境友好。X從組成形式上可看成是某種正鹽M與活性物質N的加合產物(mM·nN ，類似于結晶水合物，相對分子量不超過400)。現將X按如下流程實驗，氣體A能使帶火星的木條復燃，固體B溶于水所得溶液顯堿性，且焰色反應呈黃色。

請回答：

(1) X中含有的非金屬元素是________，寫出X灼燒的化學方程式是_________________。

(2)向X的溶液中通入少量SO2，請寫出離子方程式__________________。

II ．某化學興趣小組為了探究硫酸鐵溶液與銅粉反應的限度問題，向一定量的硫酸鐵溶液中加入過量的銅粉，充分振蕩后溶液逐漸變藍，過濾，向濾液中滴加2滴0.2mol/L KSCN溶液。實驗現象為：溶液變為紅色，但振蕩后紅色迅速褪去并有白色沉淀生成。甲同學猜想出現異常現象是由于溶液中的Cu2+干擾了Fe3+的檢驗，查閱相關資料如下：

①CuSCN是一種白色沉淀物

②硫氰[(SCN)2]：是一種擬鹵素，性質與鹵素單質相似，其氧化性介于Br2和I2之間。

(1)該興趣小組所記錄的實驗現象說明銅與鐵離子的反應__________(填有或沒有)限度。

(2)請用離子方程式分別解釋“溶液變為紅色”、“振蕩后紅色迅速褪去并有白色沉淀生成”現象的原因：___________________________________、_________________________________。

(3)為了進一步探究，該小組向盛有2mL 0.5mol/L FeSO4和0.2mol/L KSCN混合溶液的試管中，滴加5滴0.05mol/L硫酸銅溶液，有白色沉淀生成，且溶液變紅。請解釋溶液變紅的可能原因(可以不止一種)：

①____________，②___________，③_________

Answer 1

【答案】C、H、O 2[2Na2CO3·3H2O2] 4Na2CO3+6H2O+3O2↑ 2CO+ H2O2+ SO2= SO+ 2HCO 有 Fe3++ 3SCN-= Fe(SCN)3 4Fe(SCN)3 + 6Cu2+= 4Fe3++ 6CuSCN↓ + 3(SCN)2 Cu2+可以將Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-變紅 Cu2+氧化SCN-為(SCN)2，(SCN)2可氧化Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-變紅 ——

【解析】

I．干燥管增重1.08g，說明X中含有H元素，生成的水蒸氣的物質的量為=0.06mol；固體B溶于水所得溶液顯堿性，且焰色反應呈黃色，說明X中含有鈉元素；固體B溶解后滴加氯化鈣溶液，生成白色沉淀，X是由四種短周期元素組成的純凈物，無毒無味，性能溫和，且對環境友好，則該白色沉淀為碳酸鈣，說明X中含有C元素，B為Na2CO3；碳酸鈣的質量為4.00g，物質的量為=0.04mol；則6.28g X中含有0.12molH、0.08molNa、0.04molC；根據質量的關系分析判斷是否含有O元素，結合X是某種正鹽M與活性物質N的加合產物，且相對分子量不超過400，分析判斷X的化學式；

II ．向一定量的硫酸鐵溶液中加入過量的銅粉，充分振蕩后溶液逐漸變藍，說明鐵離子被還原生成亞鐵離子，銅被氧化得到銅離子，發生反應的離子方程式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；過濾，向濾液中滴加2滴0.2mol/L KSCN溶液，溶液變為紅色，說明溶液中含有Fe3+，振蕩后紅色迅速褪去并有白色沉淀生成，是因為生成了CuSCN白色沉淀，據此分析解答。

I．根據上述分析，6.28g X中含有0.12molH、0.08molNa、0.04molC；0.12molH、0.08molNa、0.04molC的質量之和為0.12mol×1g/mol+0.08mol×23g/mol+0.04mol×12g/mol=2.44g＜6.28g，說明X中含有O元素，且質量=6.28g-2.44g=3.84g，物質的量為=0.24mol，X中N(Na)∶N(C)∶N(H)∶N(O)= 0.08mol∶0.04mol∶0.12mol∶0.24mol= 2∶1∶3∶6，X從組成形式上可看成是某種正鹽M與活性物質N的加合產物，氣體A能使帶火星的木條復燃，氣體A為氧氣且其物質的量為0.03mol，則M為Na2CO3，N為H2O2，6.28gX中含有0.04mol Na2CO3，0.06mol H2O2，相對分子量不超過400，則X的化學式為2Na2CO3·3H2O2。

(1) X中含有的非金屬元素是C、H、O，X灼燒生成碳酸鈉，水和氧氣，反應的化學方程式為2[2Na2CO3·3H2O2] 4Na2CO3+6H2O+3O2↑，故答案為：C、H、O；2[2Na2CO3·3H2O2] 4Na2CO3+6H2O+3O2↑；

(2)過氧化氫具有氧化性，能夠氧化二氧化硫，向X的溶液中通入少量SO2，反應的離子方程式為2CO+ H2O2+ SO2= SO+ 2HCO，故答案為：2CO+ H2O2+ SO2= SO+ 2HCO；

II ．(1)根據上述分析，一定量的硫酸鐵溶液中加入過量的銅粉，反應后的溶液中還含有Fe3+，說明銅與鐵離子的反應有限度，故答案為：有；

(2)向濾液中滴加2滴0.2mol/L KSCN溶液，溶液變為紅色，說明溶液中含有Fe3+，反應的離子方程式為Fe3++ 3SCN-= Fe(SCN)3；振蕩后紅色迅速褪去并有白色沉淀生成，是因為生成了CuSCN白色沉淀，硫氰[(SCN)2]的性質與鹵素單質相似，其氧化性介于Br2和I2之間，說明Fe3+不能與(SCN)2發生氧化還原反應，反應的離子方程式為4Fe(SCN)3 + 6Cu2+= 4Fe3++ 6CuSCN↓ + 3(SCN)2，故答案為：Fe3++ 3SCN-= Fe(SCN)3；4Fe(SCN)3 + 6Cu2+= 4Fe3++ 6CuSCN↓ + 3(SCN)2；

(3)向盛有2mL 0.5mol/L FeSO4和0.2mol/L KSCN混合溶液的試管中，滴加5滴0.05mol/L硫酸銅溶液，有白色沉淀生成，且溶液變紅。白色沉淀為CuSCN；溶液變紅是因為溶液中存在了Fe3+，Fe3+遇SCN-變紅，出現Fe3+可能是Cu2+將Fe2+氧化成Fe3+，也可能是硫氰[(SCN)2]將亞鐵離子氧化生成鐵離子等，故答案為：Cu2+可以將Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-變紅；Cu2+氧化SCN-為(SCN)2，(SCN)2可氧化Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-變紅。