Question

【题目】I．X是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的新型漂白剂(由四种短周期元素组成的纯净物)，无毒无味，性能温和，且对环境友好。X从组成形式上可看成是某种正盐M与活性物质N的加合产物(mM·nN ，类似于结晶水合物，相对分子量不超过400)。现将X按如下流程实验，气体A能使带火星的木条复燃，固体B溶于水所得溶液显碱性，且焰色反应呈黄色。

请回答：

(1) X中含有的非金属元素是________，写出X灼烧的化学方程式是_________________。

(2)向X的溶液中通入少量SO2，请写出离子方程式__________________。

II ．某化学兴趣小组为了探究硫酸铁溶液与铜粉反应的限度问题，向一定量的硫酸铁溶液中加入过量的铜粉，充分振荡后溶液逐渐变蓝，过滤，向滤液中滴加2滴0.2mol/L KSCN溶液。实验现象为：溶液变为红色，但振荡后红色迅速褪去并有白色沉淀生成。甲同学猜想出现异常现象是由于溶液中的Cu2+干扰了Fe3+的检验，查阅相关资料如下：

①CuSCN是一种白色沉淀物

②硫氰[(SCN)2]：是一种拟卤素，性质与卤素单质相似，其氧化性介于Br2和I2之间。

(1)该兴趣小组所记录的实验现象说明铜与铁离子的反应__________(填有或没有)限度。

(2)请用离子方程式分别解释“溶液变为红色”、“振荡后红色迅速褪去并有白色沉淀生成”现象的原因：___________________________________、_________________________________。

(3)为了进一步探究，该小组向盛有2mL 0.5mol/L FeSO4和0.2mol/L KSCN混合溶液的试管中，滴加5滴0.05mol/L硫酸铜溶液，有白色沉淀生成，且溶液变红。请解释溶液变红的可能原因(可以不止一种)：

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+可以将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-变红 Cu2+氧化SCN-为(SCN)2，(SCN)2可氧化Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-变红 ——

【解析】

I．干燥管增重1.08g，说明X中含有H元素，生成的水蒸气的物质的量为=0.06mol；固体B溶于水所得溶液显碱性，且焰色反应呈黄色，说明X中含有钠元素；固体B溶解后滴加氯化钙溶液，生成白色沉淀，X是由四种短周期元素组成的纯净物，无毒无味，性能温和，且对环境友好，则该白色沉淀为碳酸钙，说明X中含有C元素，B为Na2CO3；碳酸钙的质量为4.00g，物质的量为=0.04mol；则6.28g X中含有0.12molH、0.08molNa、0.04molC；根据质量的关系分析判断是否含有O元素，结合X是某种正盐M与活性物质N的加合产物，且相对分子量不超过400，分析判断X的化学式；

II ．向一定量的硫酸铁溶液中加入过量的铜粉，充分振荡后溶液逐渐变蓝，说明铁离子被还原生成亚铁离子，铜被氧化得到铜离子，发生反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；过滤，向滤液中滴加2滴0.2mol/L KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3+，振荡后红色迅速褪去并有白色沉淀生成，是因为生成了CuSCN白色沉淀，据此分析解答。

I．根据上述分析，6.28g X中含有0.12molH、0.08molNa、0.04molC；0.12molH、0.08molNa、0.04molC的质量之和为0.12mol×1g/mol+0.08mol×23g/mol+0.04mol×12g/mol=2.44g＜6.28g，说明X中含有O元素，且质量=6.28g-2.44g=3.84g，物质的量为=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从组成形式上可看成是某种正盐M与活性物质N的加合产物，气体A能使带火星的木条复燃，气体A为氧气且其物质的量为0.03mol，则M为Na2CO3，N为H2O2，6.28gX中含有0.04mol Na2CO3，0.06mol H2O2，相对分子量不超过400，则X的化学式为2Na2CO3·3H2O2。

(1) X中含有的非金属元素是C、H、O，X灼烧生成碳酸钠，水和氧气，反应的化学方程式为2[2Na2CO3·3H2O2] 4Na2CO3+6H2O+3O2↑，故答案为：C、H、O；2[2Na2CO3·3H2O2] 4Na2CO3+6H2O+3O2↑；

(2)过氧化氢具有氧化性，能够氧化二氧化硫，向X的溶液中通入少量SO2，反应的离子方程式为2CO+ H2O2+ SO2= SO+ 2HCO，故答案为：2CO+ H2O2+ SO2= SO+ 2HCO；

II ．(1)根据上述分析，一定量的硫酸铁溶液中加入过量的铜粉，反应后的溶液中还含有Fe3+，说明铜与铁离子的反应有限度，故答案为：有；

(2)向滤液中滴加2滴0.2mol/L KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3+，反应的离子方程式为Fe3++ 3SCN-= Fe(SCN)3；振荡后红色迅速褪去并有白色沉淀生成，是因为生成了CuSCN白色沉淀，硫氰[(SCN)2]的性质与卤素单质相似，其氧化性介于Br2和I2之间，说明Fe3+不能与(SCN)2发生氧化还原反应，反应的离子方程式为4Fe(SCN)3 + 6Cu2+= 4Fe3++ 6CuSCN↓ + 3(SCN)2，故答案为：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混合溶液的试管中，滴加5滴0.05mol/L硫酸铜溶液，有白色沉淀生成，且溶液变红。白色沉淀为CuSCN；溶液变红是因为溶液中存在了Fe3+，Fe3+遇SCN-变红，出现Fe3+可能是Cu2+将Fe2+氧化成Fe3+，也可能是硫氰[(SCN)2]将亚铁离子氧化生成铁离子等，故答案为：Cu2+可以将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-变红；Cu2+氧化SCN-为(SCN)2，(SCN)2可氧化Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-变红。