题目内容
【题目】某黑色物质甲只含两种元素,为探究物质甲的组成和性质,设计并完成如下实验。其中气态氢化物乙在标况下的密度为 1.518 g·L-1,甲和乙中相同元素的化合价相同。
(1)甲的组成元素_____________。
(2)写出甲与足量浓盐酸反应的离子方程式______________。
(3)气体乙在过量空气中充分燃烧后,再将混合气体通入BaCl2溶液,出现白色沉淀。写出该过程中总反应的离子方程式_________________ 。
【答案】Fe、S Fe3S4 +6H+=3Fe2++S↓+H2S↑ 2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+
【解析】
甲与足量浓盐酸反应得到的滤液中加入足量NaOH溶液,产生白色沉淀,白色沉淀变为红褐色,滤液中含Fe2+,红褐色沉淀为Fe(OH)3,红褐色Fe(OH)3灼烧后得到24g的固体为Fe2O3,根据Fe守恒,甲中含Fe元素,且n(Fe)=2n(Fe2O3)=
2=0.3mol;甲+浓盐酸
气态氢化物乙+滤液+淡黄色沉淀,甲中只含两种元素,M(乙)=1.518g/L
22.4L/mol≈34g/mol,乙为H2S,淡黄色沉淀为S,n(S)=
=0.1mol,甲中含S元素,乙中硫元素的化合价为-2价,甲和乙中相同元素的化合价相同,甲中硫元素的化合价为-2价;甲与浓盐酸的反应为氧化还原反应,设甲中Fe元素的平均化合价为x,根据得失电子守恒,0.3mol
[x-(+2)]=0.1mol
[0-(-2)],解得x=
,根据正负化合价代数和为0,甲的化学式为Fe3S4。
(1)由上述分析可知,甲的化学式为Fe3S4,故甲由Fe和S两种元素组成;
本题答案为:Fe、S。
(2)甲与足量浓盐酸反应的离子方程式为:Fe3S4 +6H+=3Fe2++S↓+H2S↑;
本题答案为:Fe3S4 +6H+=3Fe2++S↓+H2S↑。
(3)气体乙是H2S,在过量空气中充分燃烧后,生成SO2,将燃烧后的混合气体(SO2、O2)通入BaCl2溶液,出现白色沉淀BaSO4,离子方程式为:2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓ +4H+;
本题答案为:2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4 ↓+4H+。
【题目】以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。
(1)将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿,涂上铁粉、碳粉的混合物,贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂,再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸,操作如下所示:
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①实验ⅰ的现象说明,得电子的物质是_______________________________。
②碳粉的作用是___________________________________________________。
③为了说明NaCl的作用,需要补充的对照实验是_____________________。
(2)向如图示装置的烧杯a、b中各加入30mL 3.5%的NaCl溶液,闭合K,指针未发生偏转。加热烧杯a,指针向右偏转。
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①取a、b中溶液少量,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出现蓝色沉淀,b中无变化,b中铁片作________极。
②加热后,指针发生偏转的原因可能是_____________________。
(3)用(2)中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响,向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液,实验记录如下表所示。
实验 | a | b | 指针偏转方向 |
I | 0.1% | 0.01% | 向右 |
II | 0.1% | 3.5% | 向左 |
Ⅲ | 3.5% | 饱和溶液 | 向右 |
①Ⅱ中,b中电极发生的电极反应式是_______________________________。
②Ⅲ中,铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知:在饱和NaCl溶液中O2浓度较低,钢铁不易被腐蚀。设计实验证明:_______________________________。
(4)根据上述实验,对钢铁腐蚀有影响的因素是_______________________________。