题目内容
【题目】I．化合物X含有三种元素，其中两种为非金属元素，且原子个数比为1:1，X不溶于水，能溶于强酸。某研究小组为探究其组成和性质，设计并完成了如下实验。
（1）X的化学式是____________________。
（2）写出检验黄色溶液中金属阳离子的实验操作：__________。
（3）黄色溶液中加入铜片，铜片表面被腐蚀，则对应的离子方程式是：_____________________。
II．已知黑色固体中不含单质。为进一步探究其组成，研究小组将上述所得固体全部溶于稀盐酸，配成100mL溶液，每次取20.00mL待测液于锥形瓶中，用2.000×10-2molL-1 KMnO4标准溶液进行滴定，并记录实验的结果如下表：
组次 | 1 | 2 | 3 | 4 |
V标（mL） | 20.00 | 20.02 | 19.99 | 19.99 |
（4）如何判断滴定终点：__________________。
（5）待测液中c(Fe2+) = ____________________。
（6）该黑色固体的化学式用FexOy形式可表示为_______________。
【答案】FeOCl 取少量黄色溶液置于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液呈血红色，则说明有Fe3+ 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 当最后一滴标准KMnO4溶液滴入锥形瓶时，溶液恰好变浅紫（红）色，且半分钟内不变色 0.1000mol.L-1 Fe4O5
【解析】
I．根据流程中信息可知，2.15gX与适量硫酸反应得到黄色溶液为含有铁离子及硫酸根离子等的溶液，黄色溶液与足量氢氧化钠溶液作用生成红褐色氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀加热后生成红棕色固体1.60g，即氧化铁
=0.01mol，故X中含有0.02 molFe3+，质量为0.02 mol
=1.12g，与足量氢氧化钠溶液反应的溶液再与足量硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀6.99g，即为
=0.03mol，但硫酸根离子来自于所加硫酸，反应所得溶液继续与足量硝酸酸化的硝酸银溶液反应得到白色沉淀氯化银2.87g，即为
=0.02mol，故可推知X中含有0.02molCl-，质量为0.02 mol
=0.71g，化合物X含有三种元素，其中两种为非金属元素，且原子个数比为1:1，故另一非金属元素也为0.02 mol，且质量为2.15g-1.12g-0.71g=0.32g，则摩尔质量为
=16g/mol，应为O元素，故X为FeOCl；
（1）X的化学式是FeOCl；
（2）检验黄色溶液中金属阳离子Fe3+的实验操作为：取少量黄色溶液置于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液呈血红色，则说明有Fe3+；
（3）黄色溶液中加入铜片，铜片表面被腐蚀，反应生成Fe2+和Cu2+，对应的离子方程式是：2Fe3+ + Cu= 2Fe2+ + Cu2+；
II．（4）黑色固体溶于盐酸后所得溶液中含有亚铁离子，遇酸性高锰酸钾溶液使其褪色，故判断滴定终点为：当最后一滴标准KMnO4溶液滴入锥形瓶时，溶液恰好变浅紫（红）色，且半分钟内不变色；
（5）根据表中数据可知，滴定消耗的标准液的平均体积为20.00mL，根据反应5Fe2+ + MnO4-+ 8H+=5Fe3+ + Mn2+ +4H2O可知，待测液中c(Fe2+) =
；
（6）黑色固体中含有的Fe2+物质的量为
,铁的总物质的量为0.02 mol，则n(Fe2+) : n(Fe3+) =0.01 mol: 0.01 mol=1:1，该黑色固体的化学式用FexOy形式表示，根据化合物各元素化合价代数和为0，则有
，得x:y=4:5，FexOy可表示为Fe4O5。
