1、框图推断与化学计算(非选择题)1.为探究液体X仅含两种元素,100 gmol-1M(X)200 gmol-1的组成和性质,设计并完成如下实验:请回答:(1)化合物X的化学式为_。(2)将气体1通入FeCl3溶液中,溶液由黄色变成浅绿色,且酸性明显增强。写出该反应的离子方程式_。(3)写出液体X与水反应生成气体1、溶液1和沉淀1的化学方程式_。【解析】(1)根据流程图,沉淀1是淡黄色单质,所以沉淀1是硫,X中含有硫元素;溶液1加入过量的硝酸和硝酸银,有白色沉淀生成,该沉淀是氯化银,所以X中含有氯元素,X是由硫、氯组成的化合物;则气体1是二氧化硫。沉淀2是硫酸钡;根据以上分析,硫单质的物质的量是=
2、0.03 mol ,氯化银的物质的量是=0.04 mol,硫酸钡的物质的量是=0.01 mol,化合物X中硫、氯的物质的量比为11;100 gmol-1M(X)200 gmol-1,所以X的化学式是S2Cl2。(2)将二氧化硫通入FeCl3溶液中,Fe3+被还原为Fe2+,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,反应的离子方程式是SO2+2Fe3+2H2O2Fe2+S+4H+。(3)S2Cl2与水反应生成二氧化硫、氯化氢和硫单质的化学方程式是2S2Cl2+2H2OSO2+4HCl+3S。答案:(1)S2Cl2(2)SO2+2Fe3+2H2O2Fe2+S+4H+(3)2S2Cl2+2H2OSO2+4HCl+
3、3S2.化合物X是一种蓝黑色(有时是粉红色)的固体,是一种由趋磁细菌制造的生物矿。某研究小组按如下流程探究该固体的组成:请回答:(1)已知化合物X中只含两种元素,则X中含有的元素是_。(2)请写出E反应生成F的化学方程式:_。(3)化合物X与盐酸反应,反应后得到浅绿色溶液,同时生成一种淡黄色不溶物和一种臭鸡蛋气味气体,请写出该反应的离子方程式:_。【解析】溶液B中加入KSCN溶液得血红色溶液C,说明溶液B中含有Fe3+,红棕色固体A加入盐酸得溶液B,则A为Fe2O3,刺激性气味气体D与水反应得无色酸性溶液E,加入H2O2得无色溶液F且酸性增强,说明D为SO2,E为H2SO3溶液,F为H2SO4
4、溶液,化合物X在足量的空气中煅烧得Fe2O3和SO2,已知化合物X中只含两种元素,则化合物X中含有铁和硫元素,n(Fe2O3)=7.20 g160 gmol-1=0.045 mol,则n(Fe)=20.045 mol=0.09 mol,所以8.88 g化合物X中n(S)=(8.88 g-0.09 mol56 gmol-1)32 gmol-1=0.12 mol,n(Fe)n(S)=0.09 mol0.12 mol=34,则X的化学式为Fe3S4。(1)根据上述分析可知,X中含有的元素为Fe和S。(2)H2SO3和H2O2发生氧化还原反应生成H2SO4和H2O,反应化学方程式:H2SO3+H2O2
5、H2SO4+H2O。(2)E反应生成F的化学方程式为H2SO3+H2O2H2SO4+H2O。(3)化合物Fe3S4与盐酸反应,反应后得到浅绿色溶液,同时生成一种淡黄色不溶物和一种臭鸡蛋气味气体,说明反应产物为Fe2+、S和H2S,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的离子方程式为Fe3S4+6H+3Fe2+S+3H2S。答案:(1)Fe、S(2)H2SO3+H2O2H2SO4+H2O(3)Fe3S4+6H+3Fe2+S+3H2S3.X常温下是一种无色液体,极易水解,遇潮湿空气会产生白雾。实验室制备X可用A、C两种气体发生化合反应制得,物质转化过程如下:为探究X的组成,取13.5 g X与足量水完
6、全反应,在生成物中加入1.0 molL-1的NaOH溶液40.0 mL恰好显中性。继续加入过量BaCl2溶液,产生沉淀2.33 g。请回答:(1)由Na2SO3和B反应生成C的离子方程式_。(2)X的分子式是_。在生成X的反应中,C表现了_性。【解析】MnO2和浓盐酸混合加热制得的A为Cl2,Na2SO3与稀硫酸作用生成的气体C为SO2;(1)由Na2SO3和稀硫酸反应生成SO2的离子方程式为S+2H+SO2+H2O。(2)取13.5 g X与足量水完全反应,在生成物中加入1.0 molL-1的NaOH溶液40.0 mL恰好显中性,可知溶液中H+的物质的量为0.04 mol;继续加入过量BaC
7、l2溶液,产生沉淀2.33 g,此沉淀为BaSO4,物质的量为0.01 mol,故13.5 g X与足量水完全反应后的溶液中含有H2SO4的物质的量为0.01 mol,另一种物质为HCl,物质的量为0.02 mol,则X中S和Cl的原子数目比为12,13.5 g X的物质的量为0.01 mol,其摩尔质量为=135 gmol-1,则X中含有氧原子的数目为=2,则X的分子式是SO2Cl2或SCl2O2,在SO2+Cl2SO2Cl2反应中硫元素化合价升高,体现了SO2的还原性。答案:(1)S+2H+SO2+H2O(2)SO2Cl2或SCl2O2还原4.探究无机盐X(仅含三种短周期元素)的组成和性质
8、,设计并完成如下实验:请回答:(1)X的化学式是_。(2)白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是_。(3)白色沉淀用途广泛,请列举一例:_。【解析】无机盐X(仅含三种短周期元素),加入过量盐酸溶解,离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液,白色胶状沉淀为硅酸,白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1.80 g为SiO2,物质的量=1.8 g60 gmol-1=0.03 mol,溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液,说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子,物质的量为0.03 mol,若为硅酸根离子,其质量=0.03 mol76 gmol-1=2.28 g,金属质量=4.20 g-2.28 g=1.92 g
9、,无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg(OH)2,金属离子物质的量=0.06 mol,质量为0.06 mol24 gmol-1=1.44 g,不符合,则为原硅酸根,物质的量为0.03 mol,质量=0.03 mol92 gmol-1=2.76 g,金属质量为4.20 g-2.76 g=1.44 g,物质的量=1.44 g24 gmol-1=0.06 mol,得到X为Mg2SiO4,则(1)X的化学式为Mg2SiO4;(2)白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2+2OH-Si+H2O;(3)氢氧化镁是优良的阻燃剂。答案:(1)Mg2SiO4(或2MgOSiO2)(2)S
10、iO2+2OH-Si+H2O(3)优良的阻燃剂5.为探究矿石样品A(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:已知溶液D中只含一种金属阳离子,与铁粉充分反应后固体质量减少14 g。请回答:(1)样品A的化学式为_。(2)写出气体C与溴水反应的离子方程式:_。(3)写出样品A与盐酸发生氧化还原反应的化学方程式:_。【解析】矿石样品A(仅含两种元素)在足量O2中灼烧,可生成固体B和气体C,气体C与溴水反应生成无色溶液E,说明气体C为SO2;固体B与过量的稀盐酸反应,可生成棕黄色溶液D,D与过量铁粉反应生成H2,并且溶液D中只含一种金属阳离子,说明棕黄色溶液D为FeCl3。(1)根据以上分析可
11、知样品A中含有铁和硫元素,设样品A中含有铁原子物质的量为x摩尔,根据溶液D与铁粉充分反应后固体质量减少14 g,发生的离子反应为Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+2H+Fe2+H2,可知减少固体的质量为56+0.156=14,解得x=0.3 mol,则硫原子的物质的量为=0.4 mol,所以样品A的化学式为Fe3S4。(2)SO2与溴水反应生成硫酸和溴化氢,反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H+2Br-+S。(3)Fe3S4与盐酸可以发生氧化还原反应,反应的化学方程式为Fe3S4+6HCl3FeCl2+S+3H2S。答案:(1)Fe3S4(2)SO2+Br2+2H2O4H+2Br-+
12、S(3)Fe3S4+6HCl3FeCl2+S+3H2S6.为探究含结晶水的化合物X(含四种元素,摩尔质量为180 gmol-1)的组成和性质,某兴趣小组设计并完成如下实验:请回答:(1)黑色固体Y的化学式为_,气体C的化学式为_。(2)晶体X隔绝空气受热分解的化学方程式为_。【解析】黑色固体Y与盐酸反应的产物遇KSCN溶液无明显现象,通入氯气后,溶液变为血红色,可知Y为FeO,则FeO的物质的量n(FeO)=10.8 g72 gmol-1=0.15 mol;混合气体与足量澄清石灰水反应生成15 g白色沉淀A和气体B,B与足量的CuO反应生成气体C,C能与澄清石灰水反应生成15 g白色沉淀A,根据原子守恒,可知混合气体中含有等物质的量的CO2和CO,即:n(CO)=n(CO2)=n(CaCO3)=15 g100 gmol-1=0.15 mol。结合X的物质的量n(X)=27 g180 gmol-1=0.15 mol,X中含有H2O的物质的量:n(H2O)=0.3 mol,则n(X)n(FeO)n(CO)n(CO2)n(H2O)=0.15 mol0.15 mol0.15 mol0.15 mol0.3 mol=11112,推出X的分子式为FeC2O42H2O。答案:(1)FeOCO2(2)FeC2O42H2OFeO+CO+CO2+2H2O
