Question

无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料并称为三大材料，是发展高新技术的基石，在未来科技发展中发挥着重要的作用。
（1）新型材料α-Fe粉具有超强的磁性能，用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。将5．60 g α-Fe粉与一定量水蒸气在高温下反应一定时间后冷却，其质量变为6．88 g。
①产生的氢气的体积为_________mL（标准状况下）。
②将冷却后的固体物质放入足量FeCl₃溶液中充分反应（已知Fe₃O₄不溶于FeCl₃溶液），计算最多消耗FeCl₃的物质的量         mol。
（2）Nierite是一种高熔点高硬度的陶瓷材料。Nierite的摩尔质量为140 g/mol，其中硅元素的质量分数为60%。已知1 mol NH₃与足量的化合物T充分反应后可得到35 g Nierite与3 mol HCl气体。
Nierite的化学式为___________。T的化学式为____________。
（3）K金是常见的贵金属材料，除黄金外，还含有银、铜中的一种或两种金属。为测定某18K金样品的组成，将2．832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO₂和N₂O₄的混合气体224 mL（折算至标准状况，下同），将该混合气体与84 mL O₂混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收。
①混合气体的平均摩尔质量为______________。
②填写该18K金的成分表（精确至0．01%，若不含该金属则填0）。

18K金成分	Au	Ag	Cu
含量（质量分数）	75．00%	_________	_________

 

Answer 1

（1）①1792（2分）；②0．08 2分，
（2）Si₃N₄（2分）；SiCl₄（2分）
（3）①69 g/mol（2分）；
②Ag：11．44%；Cu：13．56%（4分）

试题分析：（1）铁与水蒸气反应3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂,物质增加的质量为氧元素，n(H₂)=n(O)=（6．88－5．60）÷16=0．08mol   v(H₂)=0．08×22．4×1000=1792mL（2）n(Fe)=5．6÷56=0．1mol，n(Fe₃O₄)=n(O)÷4=0．02mol，故固体中剩余的铁单质为0．04mol，消耗FeCl₃的量为n(FeCl₃)=2n(Fe)=0．08mol
（2）Nierite确定有硅元素和氮元素，化学式中硅元素原子个数为140×60%÷28=3，氮原子个数为140×40%÷14=4，故化学式为Si₃N₄；根据原子守恒可以得出T的化学式为SiCl₄；
（3）假设气体全为NO₂，则有4NO₂+H₂O+O₂=4HNO₃,m(NO₂)=84×10^-3÷22．4×46×4=0．69g，气体的质量不变，则混合气体的平均摩尔质量为0．69÷（224×10^-3÷22．4）="69" g/mol
设K金中含有铜银两种金属，则根据质量关系列等式为64n(Cu)+108n(Ag)=2．832×25%
金不溶于硝酸，铜银溶于硝酸，根据电子守恒得出等式为2n(Cu)+n(Ag)=84×10^-3÷22．4×4（氧气得到的电子），二者联立解得n(Cu)=0．006mol，n(Ag)=0．003mol，百分含量分别为Ag：11．44%；Cu：13．56%。