Question

10．在热的稀硫酸中溶解了11.4g FeSO₄固体，当加入50mL 0.5mol•L^-1 KNO₃溶液时，其中的Fe²⁺全部转化成Fe³⁺，KNO₃也完全反应并放出N_xO_y气体．
（1）推算出x=1；y=1．
（2）配平该反应的方程式：
6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄═3K₂SO₄+1Fe₂（SO₄）₃+2□（N_xO_y）+4H₂O（配平时x、y用具体数值表示，物质填在□中）．
（3）反应中氧化产物是Fe₂（SO₄）₃．
（4）用双线桥法表示该反应中的电子转移方向和数目：．
（5）硝酸的摩尔质量是63g/mol；3.4g氨气是0.2mol，分子数是0.2N_A个，含氢原子0.6mol；在标准状况下，4.48L CO₂是与6.4g O₂的物质的量相等．

Answer 1

分析 （1）判断化合价降低的反应物是氧化剂、化合价升高的反应物是还原剂，根据氧化剂得到的电子等于还原剂失去的电子来求x和y；
（2）根据化合价升降总数相等和质量守恒来配平方程式；
（3）根据化合价升高的反应物是还原剂，其对应产物为氧化产物；
（4）双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子，箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子或原子团，要标明电子的得失字样及得失电子数目；
（5）摩尔质量以g/mol作单位，数值上等于其相对分子质量；
根据n=$\frac{m}{M}$计算氨气的物质的量，根据N=nN_A计算氨气分子数目，结合氨气分子含有的H原子数目计算氢原子物质的量；
根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化碳的物质的量，再根据m=nM计算氧气的质量．

解答 解：（1）n（FeSO₄）=11.4g/152g•mol^-1=0.075mol，KNO₃的物质的量为0.05L×0.5mol•L^-1=0.025mol，设NO₃^-与N_xO_y中N元素化合价差为a，根据得失电子总数相等的原则，可得关系式：0.075×1=0.025×a，所以a=3即N_xO_y中N元素化合价为+2价，N_xO_y为NO，所以x=y=1，
故答案为：1；1；
（2）FeSO₄中铁的化合价由+2价升高为+3价，变化1，KNO₃中氮的化合价由+5价降低为+2价，变化3，化合价升降总数相等和质量守恒来配平方程式：6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄=3Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+2NO↑+4H₂O，
故答案为：6；2；4；3；1；2；4；
（3）FeSO₄中铁的化合价由+2价升高为+3价，是还原剂，所以对应的产物Fe₂（SO₄）₃是氧化产物，
故答案为：Fe₂（SO₄）₃；
（4）双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子，箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子或原子团，要标明电子的得失字样及得失电子数目，此反应用双线桥法表示如下：，
故答案为：；
（5）硝酸的摩尔质量为63g/mol；
3.4g氨气的物质的量=$\frac{3.4g}{17g/mol}$=0.2mol，
含有分子数目=0.2mol×N_Amol^-1=0.2N_A，
含有H原子物质的量=0.2mol×3=0.6mol；
标况下，4.48L CO₂的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
与其等物质的量的氧气的质量=0.2mol×32g/mol=6.4g，
故答案为：43g/mol；0.2；0.2N_A；0.6；6.4．

点评 本题主要考查了氧化还原反应的配平、氧化产物的判断及分析氧化还原反应用，题目难度中等，注意基础知识的掌握，明确元素的化合价变化来分析是解答本题的关键．