Question

4．已知：正盐A强热可得到B、C、D、E四种物质，B通常情况下为无色无味液体，E、F 是空气主要成分，D能产生酸雨，I为红棕色气体，C与J反应可得A，J、K为两种常见的酸．物质之间的转化关系如图1所示（图中部分反应物或生成物及反应条件未列出）．

请回答下列问题：
（1）C、E分别是NH₃、N₂．
（2）写出A强热分解生成B、C、D、E的化学方程式3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;强热\;}}{\;}$3SO₂↑+4NH₃↑+N₂↑+6H₂O．
（3）写出D通人FeCl ₃ 溶液时，发生反应的离子方程式SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺．
（4）-定浓度J、K混合后的稀溶液200mL，平均分成两份．向其中一份中逐渐加人铜粉，最多能溶解a g（产生气体只为G）．向另一份中逐渐加人铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图2所示．则①a=9.6g，②生成的气体G标准状况下体积为2.24L，③J的物质的量浓度为2.5mol/L．

Answer 1

分析 正盐A强热可得到B、C、D、E四种物质，D能产生酸雨，I为红棕色气体，则D为SO₂，I为NO₂，E、F 是空气主要成分，分别为N₂、O₂中的一种，C能与F连续反应得到NO₂，可推知F为O₂、C为NH₃、G为NO，故E为N₂．J、K为两种常见的酸，B通常情况下为无色无味液体，酸K可以由B与NO₂反应得到，则B为H₂O、K为HNO₃．SO₂与氧气反应生成H为SO₃，进一步与水化合生成J为H₂SO₄，C（NH₃）与J反应可得A，且为正盐，故A为（NH₄）₂SO₄，据此解答．

解答 解：正盐A强热可得到B、C、D、E四种物质，D能产生酸雨，I为红棕色气体，则D为SO₂，I为NO₂，E、F 是空气主要成分，分别为N₂、O₂中的一种，C能与F连续反应得到NO₂，可推知F为O₂、C为NH₃、G为NO，故E为N₂．J、K为两种常见的酸，B通常情况下为无色无味液体，酸K可以由B与NO₂反应得到，则B为H₂O、K为HNO₃．SO₂与氧气反应生成H为SO₃，进一步与水化合生成J为H₂SO₄，C（NH₃）与J反应可得A，且为正盐，故A为（NH₄）₂SO₄，
（1）由上述分析可知，C为NH₃，E为N₂，
故答案为：NH₃；N₂；
（2）A为（NH₄）₂SO₄，A强热分解生成B、C、D、E的化学方程式为：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;强热\;}}{\;}$3SO₂↑+4NH₃↑+N₂↑+6H₂O，
故答案为：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;强热\;}}{\;}$3SO₂↑+4NH₃↑+N₂↑+6H₂O；
（3）SO₂通入FeCl₃溶液时，被氧化生成硫酸根，同时铁离子被还有为亚铁离子，反应的离子方程式为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，
故答案为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺；
（4）由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，AB段发生反应为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，BC段发生反应为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
Cu与混酸反应生成NO，反应生成NO物质的量等于Fe反应生成NO的物质的量，OA段发生反应生成NO，该阶段消耗Fe为5.6g，其物质的量=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，由方程式可知，生成NO为0.1mol，根据电子转移守恒可知，参加反应的Cu的物质的量=$\frac{0.1mol×（5-2）}{2}$=0.15mol，故可以溶解Cu的质量=0.15mol×64g/mol=9.6g，
故反应生成NO的体积=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
反应消耗14g铁，其物质的量=$\frac{14g}{56g/mol}$=0.25mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.25mol，所以硫酸的浓度=$\frac{0.25mol}{0.1L}$=2.5mol/L，
故答案为：9.6；2.24L；2.5mol/L．

点评 本题考查无机物推断、化学计算等，充分利用题目给予的信息，对学生的逻辑推理有一定的要求，（4）中关键根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用，难度较大．