Question

【題目】磁性材料A 是由兩種元素組成的化合物，某研究小組按如圖流程探究其組成：

(1)A 的化學式為_____。

(2)已知化合物 A 能與稀硫酸反應，生成一種淡黃色不溶物和一種氣體（標況下的密度為 1.518 g·L-1）。該氣體分子的電子式為_____，寫出該反應的離子方程式：_____。

(3)寫出 F→G 反應的化學方程式：_____。

(4)設計實驗方案探究溶液 G 中的主要微粒（不考慮 H2O、H+、K＋、I-）：_____。

Answer 1

【答案】Fe3S4 Fe3S4+6H+=3Fe2++S+3H2S↑ H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI 取溶液 G，加入過量BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則有SO42-；過濾后取濾液，滴加H2O2溶液，若又產生白色沉淀，則有 H2SO3。

【解析】

C溶液顯黃色，加入KSCN，D為血紅色溶液，可知C為FeCl3，D為Fe(SCN)3等，B為紅棕色固體，可知B為Fe2O3，且n(Fe2O3)==0.015 mol，n(Fe)=2n(Fe2O3)=0.03 mol，m(Fe)=0.03 mol×56 g/mol=1.68 g，A燃燒生成的無色氣體E溶于水得到酸性溶液，加入碘的KI溶液，得到無色溶液G且溶液酸性變強，說明碘單質可氧化E的水溶液，E應為SO2，F為H2SO3，G中含有H2SO4和HI，可能含有未反應的H2SO3，根據原子守恒可知A含有Fe、S元素，且m(S)=2.960 g-1.68 g=1.28 g，n(S)==0.04 mol，可知n(Fe)：n(S)=3：4，A的化學式為Fe3S4，以此解答該題。

根據上述分析可知：A是Fe3S4，B是Fe2O3，C是FeCl3，D為Fe(SCN)3，E是SO2，F為H2SO3，G中含H2SO4、HI及H2SO3等。

(1)由以上分析可知，A組成元素為Fe、S，化學式為Fe3S4；

(2)化合物A能與稀硫酸反應，生成一種淡黃色不溶物和一種氣體(標況下的密度為1.518 gL-1)，淡黃色不溶物為S，氣體的摩爾質量為1.518 g/L×22.4 L/mol=34 g/mol，則氣體相對分子質量是34，該氣體為H2S氣體，H2S分子中S原子最外層有6個電子，其中的2個成單電子與2個H原子的電子形成2對共用電子對，使分子中每個原子都達到穩定結構，故H2S電子式為，該反應的離子方程式為：Fe3S4+6H+=3Fe2++S+3H2S↑；

(3)F為H2SO3，該物質具有還原性，在溶液中被I2氧化成H2SO4，I2被還原成HI，所以F→G反應的化學方程式為H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI；

(4)溶液G中的主要微粒(不考慮H2O，H+，K+，I-)為SO42-和H2SO3，可先檢驗SO42-，后檢驗有H2SO3，利用BaSO4既不溶于水，也不溶于酸的性質檢驗，具體操作為：取溶液G，加入過量BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則有SO42-；利用H2SO3的還原性進行檢驗，過濾后取濾液，向其中滴加H2O2溶液，若又產生白色沉淀，證明含有H2SO3。