Question

17．在熱的稀硫酸中溶解了7.6gFeSO₄固體，當(dāng)加入50mL 0.5mol•L^-1 KNO₂溶液時，其中的Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化成Fe³⁺，KNO₂也完全反應(yīng)并放出N_xO_y氣體．
（1）推算出x=2；y=1．（其中x、y均為正整數(shù)，且沒有公約數(shù)）
（2）配平該反應(yīng)的方程式：（配平系數(shù)若為“1”，也必須寫出）
4FeSO₄+2KNO₂+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2Fe₂（SO₄）₃+1N₂O□↑+3H₂O
（配平時x、y用（1）中求解的具體數(shù)值表示，物質(zhì)填在□中）．
（3）反應(yīng)中還原產(chǎn)物是一氧化二氮（填物質(zhì)名稱）．
（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，N_xO_y氣體的體積為0.28L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算還原產(chǎn)物N_xO_y中N元素化合價，確定氧化物化學(xué)式，可以用確定x、y的值；
（2）根據(jù)化合價升降總數(shù)相等和原子個數(shù)守恒來配平化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)（1）計算可知還原產(chǎn)物；
（4）根據(jù)N元素守恒計算N_xO_y氣體的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算．

解答 解：（1）n（FeSO₄）=$\frac{7.6g}{152g/mol}$=0.05mol，KNO₂的物質(zhì)的量為0.05L×0.5mol•L^-1=0.025mol，設(shè)還原產(chǎn)物N_xO_y中N元素化合價為a，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子總數(shù)相等，則：0.05×1=0.025×（3-a），解得a=1，則N_xO_y為N₂O，所以x=2、y=1；
故答案為：2；1；
（2）FeSO₄中鐵的化合價由+2價升高為+3價，總共升高1價，KNO₂中氮的化合價由+3價降低為N₂O中+1價，共降低4價，化合價最小公倍數(shù)為4，故FeSO₄的系數(shù)為4、N₂O的系數(shù)為1，再根據(jù)原子守恒配平方程式為：4FeSO₄+2KNO₂+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2Fe₂（SO₄）₃+1N₂O↑+3H₂O，
故答案為：4；2；3；1；2；1N₂O；3；
（3）反應(yīng)中還原產(chǎn)物是N₂O，名稱為一氧化二氮，
故答案為：一氧化二氮；
（4）根據(jù)氮原子守恒，N₂O的物質(zhì)的量為$\frac{0.025mol}{2}$=0.0125mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，N₂O氣體的體積為 0.0125mol×22.4L/mol=0.28L，
故答案為：0.28．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)配平與計算，關(guān)鍵是計算確定還原產(chǎn)物的分子式，注意守恒法的應(yīng)用，難度中等．