Question

【題目】(一)某實驗小組利用如下裝置(部分固定裝置略)進行氮氣與鈣的反應，并探究其產物的性質及化學式。請回答下列問題。

（1）反應過程中末端導管必須插入試管C的水中，目的是____。(填字母)

A.吸收反應中剩余的氮氣

B.控制通入氣體的流速

C.防止空氣中的氧氣倒流進入反應裝置，干擾反應

（2）該小組同學認為根據相應的質量關系可以求出生成物的化學式，數據記錄如下：

A的質量m0/g	A與鈣的質量m1/g	A與產物的質量m2/g
14.80	15.08	15.15

①通過計算得到化學式CaxN2，其中x=____。

②小組同學查閱資料得知產物為Ca3N2，能與水強烈反應，請寫出Ca3N2與水反應的化學方程式_____。

（二）鐵及其化合物在生活、生產中有廣泛應用．請回答下列問題：

（1）黃鐵礦（FeS2）是生產硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個反應為3FeS2+8O26SO2+Fe3O4，若有3molFeS2參加反應，轉移電子的物質的量為_____。

（2）FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質，該反應的離子方程式為____。

（3）將一定量的Fe2O3溶于160mL 5molL-1鹽酸中，再加入一定量鐵粉，鐵粉恰好完全溶解，收集到氣體2.24L（標準狀況），經檢測，溶夜中無Fe3+，則參加反應的鐵粉的質量為____。

Answer 1

【答案】BC 2.8 Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3 32 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 11.2g

【解析】

（一）（1）反應產生的尾氣氮氣不與水反應也不溶于水，把導管插入水中可以防止空氣從導管進入裝置而造成氧氣與鈣發生反應；

（2）由實驗數據表中數據，計算參加反應鈣的質量及生成氮化鈣的質量，根據反應的化學方程式，由兩物質的質量計算氮化鈣化學式中x值；

（3）Ca3N2與水反應生成氫氧化鈣與氨氣。

（二）（1）根據電子得失，得出SO2與電子數的關系；

（2）氯化鐵具有氧化性碘化氫具有還原性，二者發生氧化還原反應生成氯化亞鐵和碘單質；（3）參加反應的鐵粉為與鐵離子反應及與氫離子反應的兩部分之和，根據氫氣的體積計算出與鹽酸反應的鐵的物質的量及HCl的物質的量，再根據氯原子守恒，求出氯化鐵的物質的量，進而求出與鐵離子反應的鐵的物質的量。

（1）末端導管必須插入試管C的水中，可起到觀察氣體流速以及防止氧氣進入反應裝置，起到隔絕氧氣的作用，防止鈣與氧氣反應而變質，故答案為：BC。

（2）參加反應鈣的質量=15.08g14.80g=0.28g，參加反應的氮元素的質量為： 15.15g15.08g=0.07g，

xCa+N2═CaxN2

40x 28

0.28g 0.07g

=，解得 x=2.8。

故答案為：2.8。

（3）Ca3N2能與水反應生成氨氣和氫氧化鈣，反應方程式為：Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3，故答案為：Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3。

（二）（1）3FeS2+8O26SO2+Fe3O4中，Fe、S元素的化合價升高，O元素的化合價降低，SO2和Fe3O4為氧化產物。3molFeS2參加反應，由O元素的化合價變化可知，轉移的電子為8mol×2×（2-0）＝32mol，故答案為：32mol。

（2）氯化鐵具有氧化性碘化氫具有還原性，二者發生氧化還原反應生成氯化亞鐵和碘單質，離子方程式為：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，故答案為：2Fe3++2I-=2Fe2++I2。

（3）依次發生反應為Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；Fe+ 2FeCl3=3FeCl2；Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；n(H2)==0.1mol，過量的鐵粉與鹽酸反應的物質的量為：

Fe～～～～2HCl～～～～H2

0.1mol 0.2mol 0.1mol

根據氯原子守恒，FeCl3的物質的量為×[n(HCl)-2n(H2)]=0.16L×5mol/L-0.2mol)＝0.2mol

Fe～～～2FeCl3

0.1mol 0.2mol

所以參加反應的鐵粉的質量為（0.1mol+0.1mol）×56g/mol＝11.2g，故答案為：11.2g。