Question

【题目】现有四种元素组成的固体M，取2.3g该固体溶于水，溶液为血红色，滴加足量浓硝酸并加热，溶液血红色褪去，同时产生含有三种气体的红棕色混合物A。往褪色后溶液中加入足量BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀6.99g。过滤，往滤液中加足量NaOH溶液，产生红褐色沉淀，过滤将沉淀充分灼烧得到0.8g固体。将气体混合物A通入过量的Ba(OH)2溶液中，产生白色沉淀B，并剩余气体C为0.42g。气体C无色无味，能使燃烧的木条熄灭，可排放到空气中，不会改变空气的成分。白色沉淀B能溶解在稀盐酸中，并产生无色无味的气体在标况的体积为0.672L。

（1）M的化学式为_________________。

（2）混合气体A的成分是___________________（填化学式）。

（3）往褪色后的溶液中滴加KSCN溶液的，可能有什么现象______________________

（4）固体M与硝酸发生题中反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________。

（5）对于Fe2+的检验，从本题中得到什么启发____________________________________。

Answer 1

【答案】 Fe(SCN)3 NO2、CO2、N2 先变红，后褪色或无现象（因为浓硝酸过量） 33∶1 因为硝酸能氧化SCN-，所以，在检验Fe2+离子时，加入KSCN溶液后，不能用硝酸及氧化性更强的氧化剂氧化Fe2+。（其他合理答案也可）

【解析】试题分析：本题通过Fe(SCN)3在HNO3中氧化的实验研究，重点考查物质的检验方法和原理，考查考生实验分析能力和对实验数据的处理能力。

解析：原血红色溶液加浓硝酸后褪色，褪色的溶液加入足量BaCl2时产生的不溶于硝酸的白色沉淀是BaSO4，物质的量为6.99/233mol=0.03mol，所以HNO3反应后溶液中含有0.03molSO42- ，即S元素反应后生成SO42-，且n(S)=0.03mol；再过滤后加入足量的NaOH溶液时，产生的红褐色沉淀是Fe(OH)3，灼烧得到Fe2O3，物质的量为0.8/160=0.005mol，所以HNO3反应后溶液中含有0.01molFe3+，即n(Fe)=0.01mol。气体混合物A中一定含有浓硝酸还原后生成的NO2，NO2在Ba(OH)2溶液被吸收生成Ba(NO3)2和Ba(NO2)2，还有一种成分在Ba(OH)2溶液中生成的沉淀，沉淀只能是BaCO3，血红色溶液中C元素与HNO3反应生成的CO2，BaCO3溶解在稀盐酸中生成CO2，所以n(BaCO3)=n(CO2)=0.672/22.4=0.03mol，即n(C)=0.03mol；剩余的0.42 g气体是N2，n(N2)=0.42/28=0.015mol ，n(N)=0.03mol； 所以n(Fe):n(S):n(C):n(N)=0.01:0.03:0.03:0.03=1:3:3:3，M组成为Fe(SCN)3。答案（1）Fe(SCN)3。（2）NO2、N2、CO2。（3）由上述分析可以知道，浓硝酸反应后的溶液中含有Fe3+，所以加入KSCN后溶液会变成血红色，但是过量的浓硝酸会继续氧化生成的Fe(SCN)3使红色褪去。答案：溶液先变红，后又褪色。（4）HNO3与Fe(SCN)3反应时，HNO3被还原生成NO2，得到的电子数为1×n(HNO3)，Fe(SCN)3被氧化生成SO42-、CO2、N2，失去的电子总数为n[Fe(SCN)3] ×（3×8+3×3），所以1×n(HNO3) = n[Fe(SCN)3] ×（3×8+3×3），n(HNO3) :n[Fe(SCN)3] =33:1。答案33:1。（5）Fe2+的检验方案通常是先加KSCN，此时溶液不会变红，再用氧化剂将Fe2+氧化成Fe3+，此时溶液将变为红色。由于HNO3能够氧化SCN-，所以氧化剂不能够选用HNO3。