Question

Ⅰ．某溶液中僅含如表離子中的5種離子（不考慮水的電離及離子的水解），且離子的物質(zhì)的量均為1mol．

陰離子	SO42-、NO3-、Cl-
陽離子	Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+

①若向原溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化．②若向原溶液中加入過量的鹽酸，有氣體生成，溶液中陰離子種類不變．試回答下列問題
（1）若先向原溶液中加入過量的鹽酸，再加入KSCN溶液，現(xiàn)象是

 

．
（2）原溶液中含有的陽離子是

 

．
（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、灼燒，最終所得固體用托盤天平稱量質(zhì)量為

 

．
Ⅱ．草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄?2H₂O）、碳酸鋰和二氧化硅在氬氣中高溫反應(yīng)可制備鋰電池的正極材料硅酸亞鐵鋰（Li₂FeSiO₄）．草酸亞鐵晶體在氬氣氣氛中進(jìn)行熱重分析，結(jié)果如圖所示（TG%表示殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)），請回答下列問題：
（5）草酸亞鐵晶體中碳元素的化合價(jià)為：

 

（6）A→B發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（7）精確研究表明，B→C實(shí)際是分兩步進(jìn)行的，每一步只釋放一種氣體，第二步釋放的氣體的相對分子質(zhì)量較第一步的大，則第一步釋放的氣體化學(xué)式為：

 

； 釋放第二種氣體時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ、各種離子的物質(zhì)的量均為1mol，某同學(xué)向原溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化，則一定不含有鐵離子，若向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成，反應(yīng)后溶液中陰離子種類沒有變化，根據(jù)表中的離子，可以推知是 Fe²⁺、NO₃^-在酸性環(huán)境下生成的一氧化氮，加入鹽酸，溶液中陰離子種類不變，所以原來溶液中含有Cl^-，再根據(jù)電荷守恒確定還含有的其他離子；
Ⅱ、（5）根據(jù)化合價(jià)規(guī)則確定碳元素的化合價(jià)；
（6）根據(jù)圖中提供的信息，通過計(jì)算可以判斷反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（7）草酸亞鐵晶體分解產(chǎn)生氣體是含有碳元素的化合物：一氧化碳和二氧化碳，第二步釋放的氣體二氧化碳的相對分子質(zhì)量較第一步一氧化碳的大，據(jù)此來回答．

解答：解：Ⅰ、各種離子的物質(zhì)的量均為1mol，某同學(xué)向原溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化，則一定不含有鐵離子，若向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成，反應(yīng)后溶液中陰離子種類沒有變化，根據(jù)表中的離子，可以推知是Fe²⁺、NO₃^-在酸性環(huán)境下生成的一氧化氮，加入鹽酸，溶液中陰離子種類不變，所以原來溶液中含有Cl^-，若只含有氯離子和硝酸根離子，二者的量均為1mol，根據(jù)電何守恒是不可能的，所以還含有硫酸根離子，再根據(jù)電荷守恒確定還含有一種帶有兩個(gè)正電荷的銅離子，所以含有的五種離子為：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、Cu²⁺；
（1）原溶液中含有亞鐵離子、硝酸根離子，先向原溶液中加入過量的鹽酸，亞鐵離子會被硝酸氧化為三價(jià)鐵離子，再加入KSCN溶液，溶液呈紅色，故答案為：溶液呈紅色；
（2）溶液中含有的五種離子為：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、Cu²⁺，陽離子為：Fe²⁺、Cu²⁺，故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺；
（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，亞鐵離子會被硝酸氧化為三價(jià)鐵離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、灼燒，最終所得固體有氧化銅和氧化鐵，氧化銅的物質(zhì)的量是1mol，質(zhì)量是80g，氧化鐵物質(zhì)的量是0.5mol，質(zhì)量還是80g，總質(zhì)量是160.0g，天平稱量結(jié)果到小數(shù)點(diǎn)后面一位，故答案為：160.0g；
（5）草酸亞鐵晶體中，鐵為+2價(jià)，氧元素為-2價(jià)，H為+1價(jià)，根據(jù)化合價(jià)規(guī)則，得到碳元素化合價(jià)是+3價(jià)，故答案為：+3；
（6）通過剩余固體的質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)可知，過程A→B發(fā)生的反應(yīng)是：草酸亞鐵晶體受熱失去結(jié)晶水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄+2H₂O↑，故答案為：FeC₂O₄?2H₂O

△   .

FeC₂O₄+2H₂O↑；
（7）草酸亞鐵晶體分解產(chǎn)生氣體是含有碳元素的化合物：一氧化碳和二氧化碳，第二步釋放的氣體的相對分子質(zhì)量較第一步的大，所以第一步釋放的氣體化學(xué)式為：CO，第二步是FeCO₃

△   .

FeO+CO₂↑，釋放的氣體是二氧化碳，故答案為：CO；FeCO₃

△   .

FeO+CO₂↑．

點(diǎn)評：學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是化學(xué)實(shí)驗(yàn)最突出、最鮮明的部分，也是進(jìn)行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，并有助于提高觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ�所以，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要認(rèn)真觀察，還應(yīng)掌握觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法．