Question

【题目】为探究某矿物的主要成分X（仅含三种元素）的组成，某兴趣小组进行了如下实验：

①取55.2g固体X在空气存在下高温煅烧，有刺激性气味的气体产生（标况下为13.44L），该气体能使品红溶液褪色。

②高温煅烧后的固体用磁分离技术进行分离，得到19.2g红色固体单质和23.2g黑色固体。

③将23.2g固体溶于稀硫酸，再加氢氧化钠，将所得沉淀充分灼烧，得到24g红棕色固体。已知各步反应试剂均过量，请回答：

（1）X化学式为______

（2）写出X在空气存在下高温煅烧的化学反应方程式______

（3）写出X高温煅烧后的气体通入碘水中发生的离子反应方程式______

Answer 1

【答案】CuFeS2 SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+

【解析】

①分解生成的气体能使品红褪色，该气体为SO2，说明X含有S元素；②用磁分离技术进行分离固体，得到19.2g红色固体单质和23.2g黑色固体，19.2g红色固体单质Cu，X中含有Cu元素。③黑色固体与硫酸反应，再与氢氧化钠溶液反应生成沉淀，将沉淀灼烧生成红棕色固体，则黑色固体为Fe3O4、红棕色固体为Fe2O3，n(Fe2O3)=24g÷160g/mol=0.15mol，由Fe原子守恒可知需要Fe3O4物质的量为：0.15mol×=0.1mol，需要Fe3O4的质量为：0.1mol×232g/mol=23.2g，符合质量变化，故X含有Fe元素。而n(SO2)=13.44L÷22.4L/mol=0.6mol，n(Cu)=19.2g÷64g/mol=0.3mol，由原子守恒可知，X中Cu、Fe、S原子数目之比为0.3mol：0.15mol×2：0.6mol=1：1：2

（1）由分析中的计算可知X中Cu、Fe、S原子数目之比为0.3mol：0.15mol×2：0.6mol=1：1：2，故X的化学式为CuFeS2；

（2）X在空气存在下高温煅烧的化学反应方程式：；

（3）X高温煅烧后的气体通入碘水中发生的离子反应方程式：SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+。