Question

5．某研究小组为了探究一种无机盐X（仅含有五种元素，且含有结晶水）的组成和性质．设计并完成了如下实验：

另将生成的气体甲与过量灼热氧化铜粉末反应，生成两种单质，再将产物通入浓硫酸洗气后测得标况下的气体乙为0.224L．请回答如下问题：
（1）X的化学式是（NH₄）₂SO₄•2FeSO₄•2H₂O．
（2）溶液2中通入过量气体甲时发生的离子反应方程式有：H⁺+NH₃=NH₄⁺；Fe²⁺+2NH₃．H₂O═Fe（OH）₂+2NH₄⁺．
（3）在一定条件下，生成的气体甲与过量氧化铜还能发生另一氧化还原反应，生成的气体乙在标况下的体积仍为0.224L，写出该反应的化学方程式：2NH₃+6CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+N₂+3H₂O．
（4）请设计实验证明无机盐X中存在的金属阳离子取少量无机盐X于试管中加水溶解，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量氯水，若溶液出现血红色，则证明存在Fe²⁺．

Answer 1

分析 将生成的气体甲与过量灼热氧化铜粉末反应，生成两种单质，应为氨气，氨气和氧化铜反应生成氮气、铜和水蒸气，
无机盐X与过量氢氧化钡溶液反应得到气体甲为氨气和固体1，说明X中含有铵根离子，固体1中加入过量盐酸过滤得到固体2为硫酸钡沉淀，证明X中含有硫酸根离子，溶液2中加入过量气体甲氨气和过量盐酸反应，生成铵盐，和金属离子反应生成氢氧化物沉淀，洗涤灼烧得到固体3为1.60g，将生成的气体甲与过量灼热氧化铜粉末反应，生成两种单质，再将产物通入浓硫酸洗气后测得标况下的气体乙为0.224L，通过浓硫酸得到气体为氮气，则依据氮元素守恒，n（NH₄⁺）=2n（N₂）=2×$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.02mol，固体2为硫酸钡，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{6.99g}{233g/mol}$=0.03mol，硫酸铵中硫酸根离子为0.01mol，则金属形成的盐中硫酸根离子为0.02mol，洗涤灼烧得到固体3为1.60g为氧化铁质量，物质的量为$\frac{1.60g}{160g/mol}$=0.01mol，含铁元素0.02mol，X中含有亚铁离子，X中结晶水的物质的量为$\frac{4.72g-0.01mol×132g/mol-0.02mol×152g/mol}{18g/mol}$=0.02mol，则X的化学式（NH₄）₂SO₄.2FeSO₄.2H₂O，以此解答该题．

解答 解：（1）由以上分析可知X的化学式为（NH₄）₂SO₄•2FeSO₄•2H₂O，故答案为：（NH₄）₂SO₄•2FeSO₄•2H₂O；
（2）溶液2中通入过量气体甲时发生的离子反应氨气和过量盐酸反应，生成铵盐，和金属离子反应生成氢氧化物沉淀，反应的离子方程式为：H⁺+NH₃=NH₄⁺，Fe²⁺+2NH₃．H₂O═Fe（OH）₂+2NH₄⁺，
故答案为：H⁺+NH₃=NH₄⁺，Fe²⁺+2NH₃．H₂O═Fe（OH）₂+2NH₄⁺；
（3）在一定条件下，生成的气体甲与过量氧化铜还能发生另一氧化还原反应，生成的气体乙在标况下的体积仍为0.224L为氮气，氨气还原氧化铜为氧化亚铜，反应的化学方程式为：2NH₃+6CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+N₂+3H₂O，
故答案为：2NH₃+6CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+N₂+3H₂O；
（4）无机盐X中存在的金属阳离子为亚铁离子，依据亚铁离子检验方法，加入KSCN溶液雾变化，滴入氯水变红色证明，取少量无机盐X于试管中加水溶解，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量氯水，若溶液出现血红色，则证明存在Fe²⁺．
故答案为：取少量无机盐X于试管中加水溶解，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量氯水，若溶液出现血红色，则证明存在Fe²⁺．

点评 本题考查了探究物质组成的方法，为高考常见题型，题目难度较大，试题涉及物质组成的测定、离子方程式、离子的检验方法等知识，试题知识点较多，综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力．