Question

10．某研究小组为了探究一种无机盐A（只含四种元素）的组成，设计并完成了如下实验：
取少量无机盐A，加入足量6%的H₂O₂溶液，充分反应后除了生成水外还有4种产物，分别是：气态氧化物B，气态单质C，盐D和含氧强酸E．将B、C、D、E均通（加）入Ba（OH）₂溶液中，B、D、E与Ba（OH）₂生成了白色沉淀，再向白色沉淀中加入足量稀硝酸，只有B生成的沉淀溶解且放出气体B．A、D的焰色呈紫色．C在标况下的密度为1.25g/L．请回答下列问题：
（1）A的化学式是KSCN，C的结构式为N≡N．
（2）A与双氧水反应的化学方程式为2KSCN+11H₂O₂=2CO₂↑+N₂↑+K₂SO₄+10H₂O+H₂SO₄．
（3）B与Ba（OH）₂反应生成沉淀的离子方程式为CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O．
（4）一种短周期的金属单质R在B、C中都能燃烧，则相同条件下，等体积的B、C完全反应消耗金属单质R的质量比为2：3．
（5）请利用题中出现的物质[即A-E、H₂O₂溶液和Ba（OH）₂溶液等]检验（NH₄）₂Fe（SO₄）₂晶体中含有Fe²⁺：取少量晶体于试管中，加水溶解，滴入KSCN 溶液，无明显现象，再滴加H₂O₂溶液，溶液变为红色，说明晶体中含有Fe²⁺．

Answer 1

分析 无机盐A，加入足量6%的H₂O₂溶液，充分反应生成水、气态氧化物B，气态单质C，盐D和含氧强酸E；B、C、D、E均通（加）入Ba（OH）₂溶液中，B、D、E与Ba（OH）₂生成了白色沉淀，再向白色沉淀中加入足量稀硝酸，只有B生成的沉淀溶解且放出气体B，则B为CO₂，含氧强酸E为H₂SO₄，A、D的焰色呈紫色，则含有钾元素，所以D为K₂SO₄，C在标况下的密度为1.25g/L，则M=ρV_m=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol，所以该单质气体为N₂，所以A中含有K、C、S、N元素，则A为KSCN；
（1）由分析可知A为KSCN；
（2）KSCN与H₂O₂反应生成CO₂、N₂、K₂SO₄、H₂O、H₂SO₄，KSCN中K为+1价，S为-2价，N为-3价，C为+4价，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式；
（3）CO₂与Ba（OH）₂反应生成BaCO₃和水；
（4）短周期的金属单质R在CO₂、N₂中都能燃烧，则R为Mg，根据Mg与CO₂、N₂反应方程式分析；
（5）检验亚铁离子先加KSCN溶液，无现象，再加双氧水，变红色，证明有Fe²⁺．

解答 解：无机盐A，加入足量6%的H₂O₂溶液，充分反应生成水、气态氧化物B，气态单质C，盐D和含氧强酸E；B、C、D、E均通（加）入Ba（OH）₂溶液中，B、D、E与Ba（OH）₂生成了白色沉淀，再向白色沉淀中加入足量稀硝酸，只有B生成的沉淀溶解且放出气体B，则B为CO₂，含氧强酸E为H₂SO₄，A、D的焰色呈紫色，则含有钾元素，所以D为K₂SO₄，C在标况下的密度为1.25g/L，则M=ρV_m=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol，所以该单质气体为N₂，所以A中含有K、C、S、N元素，则A为KSCN；
（1）由分析可知A为KSCN，故答案为：KSCN；
（2）KSCN与H₂O₂反应生成CO₂、N₂、K₂SO₄、H₂O、H₂SO₄，KSCN中K为+1价，S为-2价，N为-3价，C为+4价，生成产物中CO₂中C为+4价，N₂为0价，K₂SO₄中S为+6价，H₂SO₄中S为+6价，则配平方程式为：2KSCN+11H₂O₂=2CO₂↑+N₂↑+K₂SO₄+10H₂O+H₂SO₄；
故答案为：2KSCN+11H₂O₂=2CO₂↑+N₂↑+K₂SO₄+10H₂O+H₂SO₄；
（3）CO₂与Ba（OH）₂反应生成BaCO₃和水，其反应的离子方程式为：CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O，故答案为：CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
（4）短周期的金属单质R在CO₂、N₂中都能燃烧，则R为Mg，由2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2MgO，N₂+3Mg$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，可知1molCO₂消耗2molMg，1molN₂消耗3molMg，则等体积的B、C完全反应消耗金属单质R的质量比为2：3，故答案为：2：3；
（5）检验亚铁离子用KSCN溶液和双氧水，其操作为：取少量晶体于试管中，加水溶解，滴入KSCN 溶液，无明显现象，再滴加H₂O₂溶液，溶液变为红色，说明晶体中含有Fe²⁺，故答案为：取少量晶体于试管中，加水溶解，滴入KSCN 溶液，无明显现象，再滴加H₂O₂溶液，溶液变为红色，说明晶体中含有Fe²⁺．

点评 本题考查了物质组成的探究实验，题目难度较大，涉及的知识点较多，注意掌握无机推断的方法与技巧，明确有关化学方程式的书写、计算方法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．