Question

【題目】研究表明不含結(jié)晶水的X（由4種短周期元素組成），可作為氧化劑和漂白劑，被廣泛應(yīng)用于蓄電池工業(yè)等。為探究X的組成和性質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成了下列實(shí)驗(yàn)：

已知：氣體單質(zhì)B可使帶火星的木條復(fù)燃。

（1）X中含有的元素為：____；圖中被濃硫酸吸收的氣體的電子式為：_____。

（2）請(qǐng)寫出①的化學(xué)方程式：_____。

（3）已知X常用于檢驗(yàn)Mn2+，它可將Mn2+氧化成MnO4-。請(qǐng)寫出X溶液和少量MnCl2溶液反應(yīng)的離子方程式：_____。

Answer 1

【答案】N、H、S、O 2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O 7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+

【解析】

從圖中可以采集以下信息：m(X)=4.56g，m(BaSO4)=9.32g，V(O2)=0.224L，V(NH3)=1.12L-0.224L=0.896L。n(BaSO4)=，n(O2)=，n(NH3)=。在X中，m(NH4+)=0.04mol×18g/mol=0.72g，m(S)=0.04mol×32g/mol=1.28g，則X中所含O的質(zhì)量為m(O)= 4.56g-0.72g-1.28g=2.56g，n(O)=。

X中所含NH4+、S、O的個(gè)數(shù)比為0.04:0.04:0.16=1:1:4，從而得出X的最簡(jiǎn)式為NH4SO4，顯然這不是X的化學(xué)式，X可作為氧化劑和漂白劑，則其分子中應(yīng)含有過(guò)氧鏈，化學(xué)式應(yīng)為(NH4)2S2O8。

（1）從以上分析，可確定X中含有的元素；圖中被濃硫酸吸收的氣體為NH3。

（2）反應(yīng)①中，(NH4)2S2O8與NaOH反應(yīng)，生成BaSO4、NH3、O2等。

（3）已知X常用于檢驗(yàn)Mn2+，它可將Mn2+氧化成MnO4-。則(NH4)2S2O8與MnCl2反應(yīng)生成MnO4-、Cl2、SO42-等。

（1）從以上分析，可確定X中含有的元素為N、H、S、O；圖中被濃硫酸吸收的氣體為NH3，電子式為。答案為：N、H、S、O；；

（2）反應(yīng)①中，(NH4)2S2O8與NaOH反應(yīng)，生成BaSO4、NH3、O2等，且三者的物質(zhì)的量之比為4:4:1，化學(xué)方程式為2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O。答案為：2(NH4)2S2O8+8NaOH=4Na2SO4+4NH3+O2↑+6H2O；

（3）已知X常用于檢驗(yàn)Mn2+，它可將Mn2+氧化成MnO4-。則(NH4)2S2O8與MnCl2反應(yīng)生成MnO4-、Cl2、SO42-等。S2O82-中有兩個(gè)O從-1價(jià)降低到-2價(jià)，共得2e-；MnCl2中，Mn2+由+2價(jià)升高到+7價(jià)，Cl-由-1價(jià)升高到0價(jià)，MnCl2共失7e-，從而得到下列關(guān)系：7S2O82-+2Mn2++4Cl-——2Cl2↑+2MnO4-+14SO2-，再依據(jù)電荷守恒、質(zhì)量守恒進(jìn)行配平，從而得出反應(yīng)的離子方程式為7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+。答案為：7S2O82-+2Mn2++4Cl-+8H2O=2Cl2↑+2MnO4-+14SO42-+16H+。