某物质用途广泛.可用作分析试剂.媒染剂.催化剂及化工原料．经测定它含有铁元素.摩尔质量为482g/mol．为进一步确定它的组成.某化学兴趣小组做了以下实验:Ⅰ)．称取48.20g该物质溶于水.配成100mL溶液.所得溶液显棕黄色．Ⅱ)．取上述溶液50mL于试管中.加入足量的0.1mol/LNaOH溶液.并加热.产生的气体经干燥后通入浓硫酸中.浓� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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8．某物质用途广泛，可用作分析试剂、媒染剂、催化剂及化工原料．经测定它含有铁元素，摩尔质量为482g/mol．为进一步确定它的组成，某化学兴趣小组做了以下实验：
Ⅰ）．称取48.20g该物质溶于水，配成100mL溶液，所得溶液显棕黄色．
Ⅱ）．取上述溶液50mL于试管中，加入足量的0.1mol/LNaOH溶液，并加热，产生的气体经干燥后通入浓硫酸中，浓硫酸增重0.85g；产生的红褐色沉淀经过过滤、洗涤、灼烧后得4.00g固体．
Ⅲ）．另取上述溶液50mL于试管中，加入足量的BaCl₂溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀 23.30g．
请回答下列问题：
（1）实验Ⅱ中产生气体的电子式

．
（2）该物质的化学式为NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，请写出有关该物质的一个用途氮肥．
（3）该物质溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至金属元素完全沉淀时的化学反应方程式NH₄Fe（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=（NH₄）₂SO₄+3BaSO₄↓+2Fe（OH）₃↓．
（4）将SO₂气体通入该物质的溶液中可以观察到的实验现象是溶液由棕黄色变为浅绿色，写出该反应的离子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（5）请设计实验方案验证该物质中金属阳离子：取少量固体于试管中，加水充分溶解，滴加硫氰化钾溶液，若溶液显血红色，即可证明该物质中一定存在Fe³⁺．

分析 48.20g该物质的物质的量是$\frac{48.2g}{482g/mol}$=0.1mol，配成100mL溶液，经测定它含有铁元素，摩尔质量为482g/mol，该物质溶于水所得溶液显棕黄色，则含有Fe³⁺，取上述溶液50mL，即0.05mol物质中，加入足量的0.1mol/L NaOH溶液，并加热，产生的气体经干燥后通入浓硫酸中，浓硫酸增重0.85g，则含有NH₄⁺，产生的0.85g是氨气，物质的量是$\frac{0.85g}{17g/mol}$=0.05mol，所以含有铵根离子是0.05mol，即1mol物质中含有铵根离子1mol，产生的红褐色沉淀经过过滤、洗涤、灼烧后得4.00g固体，即为Fe₂O₃，物质的量是$\frac{4.00g}{160g/mol}$=0.025mol，即含有铁离子0.05mol，所以1mol物质中含有铁离子1mol，0.05mol该物质中加入足量的BaCl₂溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀即硫酸钡 23.30g，即0.1mol，1mol物质中所以含有硫酸根离子的物质的量是2mol，结合物质的摩尔质量，得到该物质的分子式为：NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，然后结合元素化合物知识来解答．

解答解：48.20g该物质的物质的量是$\frac{48.2g}{482g/mol}$=0.1mol，配成100mL溶液，经测定它含有铁元素，摩尔质量为482g/mol，该物质溶于水所得溶液显棕黄色，则含有Fe³⁺，取上述溶液50mL，即0.05mol物质中，加入足量的0.1mol/L NaOH溶液并加热，产生的气体经干燥后通入浓硫酸中，浓硫酸增重0.85g，则含有NH₄⁺，产生的0.85g是氨气，物质的量是$\frac{0.85g}{17g/mol}$=0.05mol，所以含有铵根离子是0.05mol，即1mol物质中含有铵根离子1mol，产生的红褐色沉淀经过过滤、洗涤、灼烧后得4.00g固体，即为Fe₂O₃，物质的量是$\frac{4.00g}{160g/mol}$=0.025mol，即含有铁离子0.05mol，所以1mol物质中含有铁离子1mol，0.05mol该物质中加入足量的BaCl₂溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀即硫酸钡23.30g，即0.1mol，1mol物质中所以含有硫酸根离子的物质的量是2mol，结合物质的摩尔质量，得到该物质的分子式为NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，
（1）气体为氨气，氨气的电子式为，故答案为：；
（2）物质的化学式为NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O，可以用作含酚废水的检测试剂、作氮肥等，故答案为：NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O；氮肥；
（3）NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至金属元素完全沉淀时的化学反应方程式为NH₄Fe（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=（NH₄）₂SO₄+3BaSO₄↓+2Fe（OH）₃↓，故答案为：NH₄Fe（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=（NH₄）₂SO₄+3BaSO₄↓+2Fe（OH）₃↓；
（4）铁离子具有氧化性，能将二氧化硫氧化，反应的方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，溶液由棕黄色变为浅绿色，
故答案为：溶液由棕黄色变为浅绿色；2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（5）实验方案验证该物质中金属阳离子的方法为取少量固体于试管中，加水充分溶解，滴加硫氰化钾溶液，若溶液显血红色，即可证明该物质中一定存在Fe³⁺，
故答案为：取少量固体于试管中，加水充分溶解，滴加硫氰化钾溶液，若溶液显血红色，即可证明该物质中一定存在Fe³⁺．

点评本题考查无机物的推断，为高频考点，把握沉淀、气体的判断及发生的反应等为解答的关键，侧重分析、推断能力的考查，注意常见离子的检验方法及应用，题目难度不大．

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科目：高中化学 来源： 题型：解答题

15．工业上以CO₂和NH₃为原料合成尿素．在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂CO₂NH₄（s）△H₁=-159.47kJ•mol^-1
反应Ⅱ：NH₂CO₂NH₄（s）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H₂=+72.49kJ•mol^-1
总反应Ⅲ：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H₃
回答下列问题：
（1）在相同条件下，反应Ⅰ分别在恒温恒容容器中和绝热恒容容器中进行，二者均达到平衡后，c（CO₂）_恒温小于c（CO₂）_绝缘（填“大于”、“小于”或“等于”）：△H₃=-86.98KJ/mol．
（2）某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c（CO₂）的因素，在恒温下将0.4molNH₃和0.2molCO₂放入容积为2L的密闭容器中，t₁时达到化学平衡，c（CO₂）随时间t变化曲线如图1所示，在0-t₁时间内该化学反应速率v（NH₃）=$\frac{0.15}{{t}_{1}}$mol/（L•min）；若其他条件不变，t₁时将容器体积压缩到1L，t₂时达到新的平衡．请在图1中画出t₁-t₂时间内c（CO₂）随时间t变化的曲线．
（3）在150℃时，将2molNH₃和1molCO₂置于aL密闭容器中，发生反应Ⅲ，在t时刻，测得容器中CO₂转化率约为73%，然后分别在温度为160℃、170℃、180℃、190℃时，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO₂转化率并绘制变化曲线（见图2）．在150℃-170℃之间，CO₂转化率呈现逐渐增大的变化趋势，其原因是在150℃-170℃之间反应未达到平衡状态，温度越高反应速率越快，CO₂转化率就越向平衡靠拢．180℃时反应Ⅲ的平衡常数K₃=12a²（mol/L）²（用含a的式子表示）．
（4）侯氏制碱法主要原料为NaCl、CO₂和NH₃，其主要副产品为NH₄Cl，已知常温下，NH₃•H₂O的电离常数K_b=1.8×10^-5，则0.2mol•L^-1NH₄Cl溶液的pH约为5（取近似整数）．