题目内容

13．石油铁储罐久置未清洗易引发火灾，经分析研究，事故由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1：3反应生成黑色物质丙自燃引起．某研究小组将一定量的丙粉末投入足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1．过滤后向滤液（假设乙全部逸出）中加入足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g．已知气体乙可溶于不．请回答下列问题：
（1）甲的化学式为Fe2O3．写出丙中非金属元素的离子结构示意图．
（2）丙在盐酸中反应的化学方程式：Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S．
（3）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O．（用离子方程式表示）
（4）请设计合理的实验方案验证不同温度对丙与盐酸反应速率的影响将盛有等浓度、等体积的盐酸的两个反应容器置于不同温度的水浴中，加入等量的Fe2S3，观察黑色物质消失的快慢．
（5）为消除火灾隐患，下列措施可行的是AD．
A．石油入罐前脱硫   B．定期用酸清洗罐体   C．罐体内壁涂刷油漆   D．罐体中充入氮气．

分析 丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，则淡黄色沉淀为S，物质的量为0.15mol，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1，则乙的相对分子质量为34，气体乙可溶于水，则乙为H2S，向滤液（假设乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，则滤液中含有亚铁离子，灼烧后的固体为氧化铁，质量为24g，则铁元素的质量为16.8g，即为0.3mol，所以在丙中铁元素与硫单质的物质的量之比为2：1，而氧化物甲与气态氢化物乙按1：3反应生成的黑色物质丙，根据元素守恒和电子得失守恒可推断甲为Fe2O3，丙为Fe2S3，甲与乙发生的反应生成丙的反应为Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O，丙在盐酸中发生反应为Fe2S3+4HCl=2H2S↑+2FeCl2+S，符合题中条件，据此答题．

解答 解：丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，则淡黄色沉淀为S，物质的量为0.15mol，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1，则乙的相对分子质量为34，气体乙可溶于水，则乙为H2S，向滤液（假设乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，则滤液中含有亚铁离子，灼烧后的固体为氧化铁，质量为24g，则铁元素的质量为16.8g，即为0.3mol，所以在丙中铁元素与硫单质的物质的量之比为2：1，而氧化物甲与气态氢化物乙按1：3反应生成的黑色物质丙，根据元素守恒和电子得失守恒可推断甲为Fe2O3，丙为Fe2S3，甲与乙发生的反应生成丙的反应为Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O，丙在盐酸中发生反应为Fe2S3+4HCl=2H2S↑+2FeCl2+S，符合题中条件，
（1）根据上面的分析可知，甲的化学式为Fe2O3，丙为Fe2S3，丙中非金属元素为硫元素，其离子结构示意图为 ，
故答案为：Fe2O3；；
（2）丙在盐酸中反应的离子方程式为Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S，故答案为：Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S；
（3）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是亚铁离子被空气中的氧气氧化生成铁离子，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
（4）验证不同温度对丙与盐酸反应速率的影响，可以将盛有等浓度、等体积的盐酸的两个反应容器置于不同温度的水浴中，加入等量的Fe2S3，观察黑色物质消失的快慢，
故答案为：将盛有等浓度、等体积的盐酸的两个反应容器置于不同温度的水浴中，加入等量的Fe2S3，观察黑色物质消失的快慢；
（5）要消除火灾隐患，即不能产生丙物质，也就是不能出现氧化铁和硫化氢，所以可以采取石油入罐前脱硫和罐体中充入氮气防止铁被氧化的方法，故选AD．

点评 本题考查了物质转化关系和物质性质的综合应用，主要考查了Fe、S的性质应用，题目难度较大，需要熟悉物质性质的特征反应，转化关系的分析判断．

练习册系列答案
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3．下列有关阳离子的说法中错误的是   （　　）
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④阳离子都是稳定结构，不会再失去电子；
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①条件1为NaOH的醇溶液、加热，A→B的反应类型为消去反应．
②条件2为NaOH水溶液、加热，写出C→D的化学方程式：．
③E分子中官能团的名称为羰基、羧基，G的结构简式为．
④满足下列条件的F的同分异构体只有一种，其结构简式为．
a．属于芳香族化合物
b．核磁共振氢谱图中只有两组吸收峰，且峰面积之比为1：1．
5．Ⅰ、某分子式为C10H20O2的酯，在一定条件下可发生如图的转化过程：则符合上述条件的酯的结构可有（　　）

A、2种     B、4种      C、6种       D、8种
Ⅱ、药用有机物A为一种无色液体，从A出发可发生如下一系列反应：

请回答：
（1）E中官能团的名称是羧基；反应③的反应类型为取代反应．
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（4）E的一种同分异构体H，已知H可以和金属钠反应放出氢气，且在一定条件下可发生银镜反应，试写出H的结构简式：HOCH2CHO．
（5）工业制取乙醇的化学方程式：CH2=CH2+H2O$\stackrel{一定条件下}{→}$CH3CH2OH．
（6）写出反应①的化学方程式：+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+CH3COONa+H2O．
2．部分弱电解质的电离平衡常数如下表．
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3．下列离子反应方程式错误的是（　　）
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