Question

【题目】磁性材料A是一种二元化合物，某研究小组按如图流程探究其组成，已知E是一种能够漂白品红的气体，亦能使酸性KMnO4溶液褪色。请回答：

(1)某同学取少量溶液C于一支试管，加入______(填化学式)试剂无现象，可证明固体B无杂质。

(2)A的化学式为：______。

(3)溶液C可溶解铜片，若反应过程中C中某离子浓度变化如图中①所示，请写出用铜离子表达的0～t1阶段的化学反应速率：v(Cu2+)=______；相对①，②可能改变的实验条件是______。

(4)已知的KI溶液中存在平衡I2+I-I3-，该平衡常数K的表达式为：______，在的CCl4溶液中加入KI溶液，振荡、静置后可以观察到的现象是：______。

(5)F是一种二元酸H2M(M代表酸根)的溶液。T℃时，向某浓度的H2M溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中三种微粒H2M、HM-、M2-的物质的量分数()与pH的关系如图所示：

①若H2M的电离常数分别为K1与K2，则______。

②按投料比n(Na2M)：n(NaHM)=2：1配成溶液，下列有关该溶液的叙述正确的是______(填序号)。

A.该溶液的pH为=7.0

B.3c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HM-)+2c(M2-)

C.3c(Na+)=5[c(HM-)+c(M2-)+c(H2M)]

D.3c(OH-)+ c(M2-)=3c(H+)+2c(HM-)+5c(H2M)

(6)若F与I2的KI溶液恰好完全反应，写出反应的化学方程式______；在反应后的溶液加入足量AgNO3溶液充分反应，测得混合体系中c(I-)=amol/L，则c(SO42-)=______mol/L(已知25℃时，Ksp(AgI)=8.3×10-17，Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5)。

Answer 1

【答案】K3[Fe(CN)6] Fe3S4 mol/(L·min) 加水稀释 K= 溶液颜色变浅 105.2 CD H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4 2.0×1027a2

【解析】

(1)(2)二元化合物A充分煅烧产生的红棕色固体化合物B是Fe2O3，加入盐酸反应产生的C是FeCl3，加入KSCN溶液，产生红色物质Fe(SCN)3，说明A中有Fe元素；煅烧产生的无色气体E是一种能够漂白品红的气体，亦能使酸性KMnO4溶液褪色，说明E是SO2，SO2溶于水反应产生的F是H2SO3，H2SO3与I2水溶液反应产生H2SO4和HI，说明A中含有S元素，根据元素守恒，结合A、B质量可得A的化学式；

(3)Cu和溶液C反应实质为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，根据化学反应速率定义式及微粒间反应转化关系计算v(Cu2+)；根据相同时间内物质的浓度改变数值大小比较①、②的反应速率；

(4)利用平衡常数表达式书写该平衡常数K的表达式；利用平衡移动原理判断平衡移动方向；

(5)①若H2M的电离常数分别为 K1 与 K2，利用c(HM-)=c(H2M)时，计算K1，c(HM-)=c(M2-)，计算K2；

②按投料比n(Na2M)：n(NaHM) =2：1配成溶液，根据物质的电离、水解程度大小及物料守恒、质子守恒、电荷守恒，比较微粒浓度大小关系；

(6)F为H2SO3，若F与I2的KI溶液恰好完全反应，二者发生氧化还原反应生成硫酸、HI。利用溶度积常数，计算有关微粒的浓度。

根据上述分析可A为Fe、S两种元素的化合物，B为Fe2O3，C为FeCl3；D为Fe(SCN)3，E是SO2，F为 H2SO3，G为H2SO4、HI的混合物。

(1)根据上述分析可知C为FeCl3溶液，向C加入KSCN溶液，产生血红色溶液，D为Fe(SCN)3，若B中含有杂质，则生成的C中含有Fe2+，Fe2+能与铁氰化钾溶液反应产生蓝色沉淀，所以加入的检验试剂为K3[Fe(CN)6]；

(2)B为Fe2O3，且n(Fe2O3)= 2.400g÷160g/mol=0.015mol，n(Fe)=0.03mol，m(Fe)=0.03mol×56g/mol=1.68g，根据上述分析可知A是Fe、S两种元素的化合物，A的质量是2.960g，则m(S)=2.960g-1.68g=1.28g，n(S)=1.28g÷32g/mol=0.04mol，则n(Fe)：n(S)= 0.03mol：0.04mol =3：4，所以A化学式为Fe3S4；

(3)Cu和溶液C反应实质为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，根据图知，浓度减小的应该是Fe3+，化学反应速率v(Cu2+)=v(Fe3+)=×mol/(L·min)=mol/(L·min)；

根据图示可知：相对①，②减小相同浓度，需要的反应时间更长，说明其反应速率减小，改变的条件可能是加水稀释；

(4)根据平衡常数的含义，可知反应I2+I-I3-的平衡常数K的表达式为K=，在I2的CCl4溶液中加入KI溶液，振荡、静置后，平衡正向移动，可以观察到溶液颜色变浅；

(5)①若H2M的电离常数分别为K1与K2，当c(HM-)=c(H2M)时，K1==c(H+)=10-1.8；

当c(HM-)=c(M2-)，K2== c(H+)=10-7.0；则=105.2；

②按投料比n(Na2M)：n(NaHM) =2：1配成溶液，

A.Na2M水解程度大于NaHM电离程度，则c(Na2M)<c(NaHM)，根据图知，该溶液的pH 小于7.0，A错误；

B.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HM-)+2c(M2-)，B错误；

C.溶液中存在物料守恒3c(Na+)=5[c(HM-)+c(M2-)+c(H2M)]，C正确；

D.溶液中存在电荷守恒①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HM-)+2c(M2-)，溶液中存在物料守恒②3c(Na+)=5[c(HM-)+c(M2-)+c(H2M)]，将①带入②式，整理可得3c(OH-)+c(M2-)=3c(H+)+2c(HM-)+5c(H2M)，D正确；

故合理选项是CD；

(6)F为H2SO3，若F与I2的KI溶液恰好完全反应，二者发生氧化还原反应生成硫酸、HI，反应方程式为H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4，测得混合体系中 c(I-)=amol/L，则溶液中c(Ag+)=mol/L，则c(SO42-)==2.0×1027a2mol/L。