Question

化合物A為某礦物樣品的主要成分，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，且A僅由Cu、Fe、S三種元素組成．某研究小組對(duì)其組成進(jìn)行分析，具體實(shí)驗(yàn)如下（不考慮雜質(zhì)的影響）：
①準(zhǔn)確稱取2.3g樣品，加入足量的濃硝酸充分溶解后過(guò)濾，得到濾液B．
②在B中通入過(guò)量的氨氣，結(jié)果溶液呈深藍(lán)色，同時(shí)得到1.07g紅褐色沉淀．
③在②的濾液中加入足量鹽酸，未見沉淀產(chǎn)生，再滴入足量氯化鋇溶液，最后得到4.66g白色沉淀．
已知：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出氨氣的電子式：

 

，深藍(lán)色離子的化學(xué)式：

 

，A的化學(xué)式：

 

．
（2）工業(yè)上常利用該礦物與氧氣反應(yīng)熔煉金屬Cu，同時(shí)也得到氣體C和爐渣（主要成分為Fe₂O₃）．
①在新制的C水溶液中滴加一定量的BaCl₂溶液，初始觀察不到明顯現(xiàn)象，充分振蕩后，可觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，且逐漸增多，請(qǐng)解釋其原因

 

．
②冶煉過(guò)程中的最后一步是氧化亞銅與硫化亞銅在高溫下作用得到金屬銅和氣體C，寫出該步驟發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．該方法冶煉得到的銅往往含有少量氧化亞銅，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)銅中是否含有氧化亞銅：

 

．
③爐渣中的氧化鐵可用來(lái)制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）．K₂FeO₄是一種集氧化、吸附、絮凝、殺菌、脫嗅于一體，具有綠色、環(huán)保、高效等特點(diǎn)的新型水處理劑．研究發(fā)現(xiàn)K₂FeO₄的氧化性比KMnO₄、O₃還要強(qiáng)，在中性、酸性溶液中穩(wěn)定性較差，在堿性溶液中穩(wěn)定性較好．請(qǐng)寫出K₂FeO₄在強(qiáng)酸性溶液中釋放出氧氣的離子方程式

 

．K₂FeO₄之所以能用于凈水，除了能消毒外，另一個(gè)原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）氨氣是氮原子和氫原子之間通過(guò)共價(jià)鍵形成的共價(jià)化合物，1.07g紅褐色沉淀是氫氧化鐵，4.66g白色沉淀是硫酸鋇，根據(jù)樣品質(zhì)量、鐵元素質(zhì)量以及硫元素質(zhì)量守恒來(lái)計(jì)算Cu元素的量，進(jìn)而確定分子式；
（2）①二氧化硫溶于水得到亞硫酸，亞硫酸易被氧化為硫酸，可以和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇；
②根據(jù)氧化亞銅和硫化亞銅高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物是金屬銅和二氧化硫來(lái)書寫方程式，根據(jù)Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O來(lái)檢驗(yàn)氧化亞銅的存在即可；
③根據(jù)高鐵酸鉀的強(qiáng)氧化性，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物是三價(jià)鐵離子，并結(jié)合K₂FeO₄在強(qiáng)酸性溶液中釋放出氧氣的反應(yīng)來(lái)書寫．

解答：解：（1）氨氣是氮原子和氫原子之間通過(guò)共價(jià)鍵形成的共價(jià)化合物，電子式為：，A僅由Cu、Fe、S三種元素組成，樣品加入足量的濃硝酸充分溶解后過(guò)濾，得到的濾液中通入過(guò)量的氨氣銅離子和氨水反應(yīng)生成的氫氧化銅會(huì)繼續(xù)溶解于氨水中，得到的深藍(lán)色物質(zhì)是Cu（NH₃）₄²⁺，同時(shí)得到1.07g紅褐色沉淀氫氧化鐵，所以鐵的物質(zhì)的量是

1.07g

107g/mol

=0.01mol，在②的濾液中加入足量鹽酸再滴入足量氯化鋇溶液，最后得到4.66g白色沉淀即為硫酸鋇，所以含硫的物質(zhì)的量是

4.66g

233g/mol

=0.02mol，根據(jù)樣品中A的質(zhì)量是2.3g×80%=1.84g，所以含銅的物質(zhì)的量是

1.84g-0.01mol×56g/mol-0.02mol×32g/mol

64g/mol

=0.01mol，原子的物質(zhì)的量之比等于個(gè)數(shù)之比，所以A的分子式為：CuFeS₂，故答案為：；Cu（NH₃）₄²⁺；CuFeS₂；
（2）①根據(jù)題意知道：CuFeS₂和氧氣反應(yīng)可以得到金屬Cu，同時(shí)也得到氣體二氧化硫和爐渣氧化鐵Fe₂O₃，二氧化硫溶于水中得到亞硫酸，但是亞硫酸與BaCl₂溶液不反應(yīng)，當(dāng)充分振蕩時(shí)，亞硫酸被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，硫酸與BaCl₂溶液作用生成BaSO₄白色沉淀，故答案為：亞硫酸與BaCl₂溶液不反應(yīng)，當(dāng)充分振蕩時(shí)，亞硫酸被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，硫酸與BaCl₂溶液作用生成BaSO₄白色沉淀；
②氧化亞銅和硫化亞銅高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物是金屬銅和二氧化硫，即2Cu₂O+Cu₂S 

高溫  .

 6Cu+SO₂，根據(jù)提干信息：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，可以向固體中加入鹽酸，觀察溶液是否變藍(lán)來(lái)檢驗(yàn)固體成分，故答案為：2Cu₂O+Cu₂S 

高溫  .

 6Cu+SO₂；取少量樣品于小試管中，滴加稀鹽酸（稀硫酸），若溶液呈藍(lán)色，則含有Cu₂O；
（4）高鐵酸鉀的強(qiáng)氧化性，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物是三價(jià)鐵離子，在強(qiáng)酸性溶液中釋放出氧氣的反應(yīng)為：4FeO₄^2-+20 H⁺=4Fe³⁺+10H₂O+3O₂↑，K₂FeO₄被還原成Fe³⁺后，三價(jià)鐵會(huì)水解產(chǎn)生Fe（OH）₃膠體，該膠體能夠吸附水中的懸浮物，達(dá)到凈化的目的，
故答案為：4FeO₄^2-+20H⁺=4Fe³⁺+10H₂O+3O₂↑；K₂FeO₄被還原成Fe³⁺后，產(chǎn)生Fe（OH）₃膠體，吸附水中的懸浮物，達(dá)到凈化的目的．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及金屬元素以及化合物的性質(zhì)知識(shí)，還考查學(xué)生有關(guān)物質(zhì)組成和含量的測(cè)定等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度大．