Question

17．在热的稀硫酸中溶解了7.6gFeSO₄固体，当加入50mL 0.5mol•L^-1 KNO₂溶液时，其中的Fe²⁺全部转化成Fe³⁺，KNO₂也完全反应并放出N_xO_y气体．
（1）推算出x=2；y=1．（其中x、y均为正整数，且没有公约数）
（2）配平该反应的方程式：（配平系数若为“1”，也必须写出）
4FeSO₄+2KNO₂+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2Fe₂（SO₄）₃+1N₂O□↑+3H₂O
（配平时x、y用（1）中求解的具体数值表示，物质填在□中）．
（3）反应中还原产物是一氧化二氮（填物质名称）．
（4）标准状况下，N_xO_y气体的体积为0.28L．

Answer 1

分析 （1）根据电子转移守恒计算还原产物N_xO_y中N元素化合价，确定氧化物化学式，可以用确定x、y的值；
（2）根据化合价升降总数相等和原子个数守恒来配平化学方程式；
（3）根据（1）计算可知还原产物；
（4）根据N元素守恒计算N_xO_y气体的物质的量，再根据V=nV_m计算．

解答 解：（1）n（FeSO₄）=$\frac{7.6g}{152g/mol}$=0.05mol，KNO₂的物质的量为0.05L×0.5mol•L^-1=0.025mol，设还原产物N_xO_y中N元素化合价为a，根据氧化还原反应得失电子总数相等，则：0.05×1=0.025×（3-a），解得a=1，则N_xO_y为N₂O，所以x=2、y=1；
故答案为：2；1；
（2）FeSO₄中铁的化合价由+2价升高为+3价，总共升高1价，KNO₂中氮的化合价由+3价降低为N₂O中+1价，共降低4价，化合价最小公倍数为4，故FeSO₄的系数为4、N₂O的系数为1，再根据原子守恒配平方程式为：4FeSO₄+2KNO₂+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2Fe₂（SO₄）₃+1N₂O↑+3H₂O，
故答案为：4；2；3；1；2；1N₂O；3；
（3）反应中还原产物是N₂O，名称为一氧化二氮，
故答案为：一氧化二氮；
（4）根据氮原子守恒，N₂O的物质的量为$\frac{0.025mol}{2}$=0.0125mol，标准状况下，N₂O气体的体积为 0.0125mol×22.4L/mol=0.28L，
故答案为：0.28．

点评 本题考查氧化还原反应配平与计算，关键是计算确定还原产物的分子式，注意守恒法的应用，难度中等．