Question

9．已知兩種常見金屬A（地殼中含量第二的金屬）、B（紅色金屬）分別與兩種酸X、Y發(fā)生反應(yīng)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示，其中D為紅棕色氣體．
回答以下問題：

（1）D為大氣污染物，產(chǎn)生的環(huán)境污染有化學(xué)煙霧、酸雨（列舉兩個）．
（2）G溶液蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶所得產(chǎn)物的俗名是膽礬或藍(lán)礬．
（3）反應(yīng)②的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O：
（4）反應(yīng)③的離子反應(yīng)方程式為SO₂+NO₂+H₂O=2H⁺+SO₄^2-+NO；
（5）6.4gB與過量X溶液（8mol/L、60mL）充分反應(yīng)后，生成的還原產(chǎn)物有C、D，反應(yīng)后溶液中所含X為n mol，此時溶液中所含X的陰離子的物質(zhì)的量為n+0.2mol．
（6）常溫下A與Y的稀溶液能發(fā)生反應(yīng)生成鹽W，關(guān)于固體W的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2所示（無關(guān)物質(zhì)已略去）．其中N是紅棕色的化合物．
①M(fèi)由兩種化合物組成，其中含有F；將M通入BaCl₂溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀．
②若經(jīng)反應(yīng)I得到16g固體N，產(chǎn)生的氣體M恰好被0.3L 1mol•L^-1NaOH溶液完全吸收得溶液1，則反應(yīng)IV中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+HSO₃^-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+3H⁺．

Answer 1

分析 圖1已知兩種常見金屬A（地殼中含量第二的金屬）為Fe，B（紅色金屬）為Cu，分別與兩種酸X、Y發(fā)生反應(yīng)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示，其中D為紅棕色氣體為NO₂，則C為NO，故X為硝酸，Y為濃硫酸，E為鐵的硝酸鹽，F(xiàn)為SO₂，G為硫酸銅，
（1）D為大氣污染物，為二氧化氮形成光化學(xué)煙霧、酸雨等；
（2）G溶液蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶所得產(chǎn)物為硫酸銅晶體；
（3）反應(yīng)②是銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（4）反應(yīng)③是二氧化硫和二氧化氮水溶液中反應(yīng)生成硫酸和一氧化氮；
（5）銅與過量的硝酸，反應(yīng)后溶液中所含H⁺離子為n mol，說明溶液為Cu（N0₃）₂與HN0₃的混合溶液，溶液中n（N0₃^-）=n（H⁺）+2n（Cu²⁺），據(jù)此計算；
（6）常溫下A與Y的稀溶液能發(fā)生反應(yīng)生成鹽W為硝酸鹽，關(guān)于固體W的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2所示（無關(guān)物質(zhì)已略去），W固體加熱分解生成氣體和固體N，其中N是紅棕色的化合物，從顏色可看出是Fe₂O₃，氣體和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成鹽溶液1，和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，硫酸鐵和溶液1反應(yīng)生成W的溶液，是氧化還原反應(yīng)，判斷溶液1中一定含亞硫酸鈉，反應(yīng)生成的含W溶液是硫酸亞鐵溶液，則已經(jīng)氧化還原反應(yīng)單質(zhì)守恒分析W固體分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫，
①上述分析可知M由兩種化合物組成，其中含有F為SO₂，另一種為SO₃，將M通入BaCl₂溶液，三氧化硫反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；
②經(jīng)反應(yīng)I得到16g固體N，N為Fe₂O₃，為0.1mol，產(chǎn)生的氣體X，氣體X為SO₂、SO₃，由方程式知它們各為0.1mol，恰好被0.3L 1mol/L NaOH溶液完全吸收，NaOH為0.3mol，與SO₂、SO₃恰好反應(yīng)，NaOH+SO₂═NaHSO₃，2NaOH+SO₃═Na₂SO₄+H₂O，由方程式知生成NaHSO₃、Na₂SO₄均為0.1mol，則反應(yīng)IV中NaHSO₃與Fe₂（SO₄）₃溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)．

解答 解：圖1已知兩種常見金屬A（地殼中含量第二的金屬）為Fe，B（紅色金屬）為Cu，分別與兩種酸X、Y發(fā)生反應(yīng)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示，其中D為紅棕色氣體為NO₂，則C為NO，故X為硝酸，Y為濃硫酸，E為鐵的硝酸鹽，F(xiàn)為SO₂，G為硫酸銅，
（1）D為大氣污染物，為二氧化氮形成光化學(xué)煙霧、酸雨等，故答案為：化學(xué)煙霧、酸雨；
（2）G溶液蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶所得產(chǎn)物為硫酸銅晶體，名稱為膽礬或藍(lán)礬，故答案為：膽礬或藍(lán)礬；
（3）反應(yīng)②是銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（4）反應(yīng)③是二氧化硫和二氧化氮水溶液中反應(yīng)生成硫酸和一氧化氮，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+NO₂+H₂O=2H⁺+SO₄^2-+NO，
故答案為：SO₂+NO₂+H₂O=2H⁺+SO₄^2-+NO；
（5）6.4g銅的物質(zhì)的量為$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol．
銅與過量的硝酸，反應(yīng)后溶液中所含H⁺離子為n mol，說明溶液為Cu（N0₃）₂與HN0₃的混合溶液．
根據(jù)電荷守恒溶液中n（N0₃^-）=n（H⁺）+2n（Cu²⁺）=nmol+0.1mol×2=（n+0.2）mol，
故答案為：n+0.2；
（6）常溫下A與Y的稀溶液能發(fā)生反應(yīng)生成鹽W為硝酸鹽，關(guān)于固體W的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2所示（無關(guān)物質(zhì)已略去），W固體加熱分解生成氣體和固體N，其中N是紅棕色的化合物，從顏色可看出是Fe₂O₃，氣體和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成鹽溶液1，和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，硫酸鐵和溶液1反應(yīng)生成W的溶液，是氧化還原反應(yīng)，判斷溶液1中一定含亞硫酸鈉，反應(yīng)生成的含W溶液是硫酸亞鐵溶液，則已經(jīng)氧化還原反應(yīng)單質(zhì)守恒分析W固體分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫，
①上述分析可知M由兩種化合物組成，其中含有F為SO₂，另一種為SO₃，將M通入BaCl₂溶液，三氧化硫反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，
故答案為：產(chǎn)生白色沉淀；
②經(jīng)反應(yīng)I得到16g固體N，N為Fe₂O₃，為0.1mol，產(chǎn)生的氣體X，氣體X為SO₂、SO₃，由方程式知它們各為0.1mol，恰好被0.3L 1mol/L NaOH溶液完全吸收，NaOH為0.3mol，與SO₂、SO₃恰好反應(yīng)，NaOH+SO₂═NaHSO₃，2NaOH+SO₃═Na₂SO₄+H₂O，由方程式知生成NaHSO₃、Na₂SO₄均為0.1mol，則反應(yīng)IV中NaHSO₃與Fe₂（SO₄）₃溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+HSO₃^-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+3H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+HSO₃^-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+3H⁺；

點(diǎn)評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計算，題目難度較大，本題不宜采取常規(guī)方法計算，判斷溶液組成是關(guān)鍵，利用電荷守恒與原子守恒解答．