Question

已知M和R是兩種常見的金屬單質(zhì)，其中M為紅色．它們在一定條件下有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，Q為藍色沉淀．

請根據(jù)上述框圖回答有關(guān)問題：
（1）元素R位于周期表中的第

 

周期

 

族．
（2）上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中，屬于非氧化還原反應(yīng)的是

 

（填序號）．
（3）反應(yīng)⑥對應(yīng)的離子方程式：

 

．
（4）今有一包M和R混合粉末，為確定其組成，現(xiàn)提供4mol?L^-1的FeCl₃溶液（其它用品略），某合作學(xué)習(xí)小組同學(xué)的實驗結(jié)果如下（假定反應(yīng)前后溶液體積不變）：

組別	①	②	③	④
V[FeCl3（aq）]/mL	100	100	100	100
混合粉末質(zhì)量/g	6	13.2	24	36
反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量/g	0	1.28	12.8	24.8

由②組數(shù)據(jù)計算可知，原混合粉末中n（R）：n（M）=

 

；第①組溶液反應(yīng)后，溶液中c（Fe³⁺）=

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：已知M和R是兩種常見的金屬單質(zhì)，其中M為紅色，判斷M為Cu，則E為Cu（NO₃）₂，Q為藍色沉淀，說明Y中含有鐵離子，E+R=M+X，是置換反應(yīng)，證明R為Fe，X為Fe（NO₃）₂，在X中加入鹽酸，生成Y含有Fe³⁺，加入KOH，生成Z為Fe（OH）₃，由反應(yīng)⑥可知最終生成物為K₂FeO₄，以此解解答（1）（2）（3）；
（4）依據(jù)實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)，結(jié)合反應(yīng)的實質(zhì)分析，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，三價鐵與鐵和銅都能反應(yīng)，按照還原性強弱，鐵的還原性強于銅，所以三價鐵先和鐵反應(yīng)再和銅反應(yīng)，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺，Cu+2Fe³⁺=Fe²⁺+Cu²⁺；能剩余的固體可以是銅，可以是鐵和銅，從②組數(shù)據(jù)中可以得出，F(xiàn)eCl₃溶液全部參與反應(yīng)，假設(shè)只發(fā)生第一個反應(yīng)，則溶解的Fe的質(zhì)量為11.2g，
13.2-1.28=11.92＞11.2，所以同時也有一部分Cu溶解（發(fā)生第二個反應(yīng)），所以剩余的固體全部為Cu；利用②的數(shù)據(jù)根據(jù)化學(xué)方程式進行計算，求的鐵和銅的物質(zhì)的量之比，利用③組的數(shù)據(jù)對比判斷剩余的固體；進而依據(jù)鐵和銅的物質(zhì)的量之比計算①組反應(yīng)后溶液中的三價鐵離子濃度．

解答： 解：已知M和R是兩種常見的金屬單質(zhì)，其中M為紅色，判斷M為Cu，則E為Cu（NO₃）₂，Q為藍色沉淀，說明Y中含有鐵離子，E+R=M+X，是置換反應(yīng)，證明R為Fe，X為Fe（NO₃）₂，在X中加入鹽酸，生成Y含有Fe³⁺，加入KOH，生成Z為Fe（OH）₃，由反應(yīng)⑥可知最終生成物為K₂FeO₄，
（1）有以上分析可知R為Fe，位于周期表第四周期Ⅷ族，故答案為：四；Ⅷ；
（2）反應(yīng)①是銅和硝酸發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)②是鐵和硫酸銅發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)③是硝酸亞鐵在鹽酸溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)生成硝酸鐵，反應(yīng)④是硝酸鐵和氫氧化鉀發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)；反應(yīng)⑤是鐵離子和硫氰酸根離子結(jié)合生成絡(luò)離子，反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)⑥是氫氧化鐵和次氯酸根離子氧化為高鐵酸根離子，屬于氧化還原反應(yīng)，
故答案為：④⑤；
（3）反應(yīng)⑥是次氯酸根離子在堿性溶液中氧化氫氧化鐵為高鐵酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）從②組數(shù)據(jù)中可以得出，F(xiàn)eCl₃溶液全部參與反應(yīng)，假設(shè)只發(fā)生第一個反應(yīng)，則溶解的Fe的質(zhì)量為11.2g，
13.2-1.28=11.92＞11.2，所以同時也有一部分Cu溶解（發(fā)生第二個反應(yīng)），所以剩余的固體全部為Cu；利用②的數(shù)據(jù)，設(shè)Cu、Fe合金中金屬物質(zhì)的量分別為xmol、ymol．
Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
x   0.2x
Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺
0.2-x     0.4-0.2x
依據(jù)銅元素守恒 （0.2-x）+

1.28

64

=y；質(zhì)量守恒 56x+64y=13.2．聯(lián)立解之得：x=y=0.11
即銅與鐵物質(zhì)的量比是1：1，
①組，6g固體中含有Cu、Fe的物質(zhì)的量各為0.05mol
   Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
0.05 0.1 0.15
   Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺
0.05 0.1 0.05 0.1
c（Fe³⁺）=

0.4mol-0.2mol

0.1L

=2.0mol/L
故答案為：1：1；2.0mol/L．

點評：本題考查無機物的推斷，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)特征現(xiàn)象應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)的分析判斷，離子方程式書寫方法，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．