Question

18．根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：

已知：
Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=+64.39kJ•mol^-1
2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.84kJ•mol^-1
（1）写出M溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液的热化学方程式：Cu（s）+H₂O₂（l）+H₂SO₄（aq）=CuSO₄（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68kJ．mol^-1．
（2）某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色．写出与上述变化过程中产生氧化剂这一步相关的离子方程式：4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O．
（3）写出Cl₂将Z氧化为K₂EO₄的化学方程式：10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃═2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O．
（4）用Y溶液可测定某硫酸厂排放的尾气中SO₂的体积分数．实验操作如下：
①取2.8L（已折算成标准状况）气体样品，将280mL通入到盛足量的Y溶液的锥形瓶中．
②待完全反应后，用浓度为0.02000mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．已知反应：
2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
则该厂排放的尾气中SO₂的体积分数为12.00%．

Answer 1

分析 由蓝色溶液可知，M为Cu，红色溶液可知，Y中含Fe³⁺，则金属E为Fe，X为FeSO₄，Z为Fe（OH）₃，
（1）①Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=+64.39kJ•mol^-1
②2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.84kJ•mol^-1，结合盖斯定律可知①+②×$\frac{1}{2}$+③得到Cu（s）+H₂O₂（l）+H₂SO₄（aq）=CuSO₄（aq）+2H₂O（l）；
（2）亚铁离子被氧化，生成的铁离子与碘离子可发生氧化还原反应；
（3）发生氧化还原反应生成高铁酸钾；
（4）由2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺、Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O可知，K₂Cr₂O₇～3SO₂，以此计算．

解答 解：由蓝色溶液可知，M为Cu，红色溶液可知，Y中含Fe³⁺，则金属E为Fe，X为FeSO₄，Z为Fe（OH）₃，
（1）①Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=+64.39kJ•mol^-1
②2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.84kJ•mol^-1，结合盖斯定律可知①+②×$\frac{1}{2}$+③得到Cu（s）+H₂O₂（l）+H₂SO₄（aq）=CuSO₄（aq）+2H₂O（l），
则M溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液的热化学方程式为Cu（s）+H₂O₂（l）+H₂SO₄（aq）=CuSO₄（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68kJ．mol^-1，
故答案为：Cu（s）+H₂O₂（l）+H₂SO₄（aq）=CuSO₄（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68kJ．mol^-1；
（2）亚铁离子被氧化，生成的铁离子与碘离子可发生氧化还原反应，产生氧化剂这一步相关的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O；
（3）发生氧化还原反应生成高铁酸钾，化学方程式为10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃═2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O，故答案为：10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃═2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O；
（4）由2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺、Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O可知，K₂Cr₂O₇～3SO₂，则该厂排放的尾气中SO₂的体积分数为
$\frac{0.025L×0.02mol/L×3×\frac{2800mL}{280}×22.4L/mol}{2.8L}$×100%=12.00%，故答案为：12.00%．

点评 本题考查无机物的推断及计算等，为高频考点，把握转化中红色溶液、蓝色溶液为推断的突破口，侧重分析与推断、应用能力的综合考查，题目难度不大．