Question

16．（1）有兩種氣體單質A_m和B_n．已知7.2g A_m和6.3g B_n所含的原子個數(shù)相同，分子個數(shù)之比卻為2：3．又知A原子中L電子層含電子數(shù)是K電子層的3倍．通過計算回答：寫出B的元素名稱氮
（2）向含0.1molFeBr₂的溶液中通入0.1molCl₂充分反應，反應的離子方程式為2Cl₂+2Br^-+2Fe²⁺=Br₂+4Cl^-+2Fe³⁺（寫成一個離子方程式）
（3）將192克銅投入1L濃度均為2mol/L硝酸、硫酸的混合酸，充分反應生成NO33.6L（標準狀態(tài)下）（還原產物只有NO）
（4）取100克銅、鐵、銀、鋁金屬的混合物，在足量的稀硝酸完全溶解，已知硝酸的還原產物為NO，且NO體積在標準狀態(tài)下為67.2L；向所得的溶液中加入適量的2mol/L氫氧化鈉溶液，則能得到沉淀最大值為253克
（5）將一定量經硫酸酸化的KMnO₄溶液與FeSO₄溶液混合，充分反應后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe³⁺的物質的量隨加入的KI的物質的量的變化關系如圖所示，
開始加入的KMnO₄的物質的量為0.3mol（附注：高錳酸鉀將16H⁺+2MnO₄^-+10I^-=5I₂+2Mn²⁺+8H₂O）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)A原子的L層電子數(shù)是K層的3倍，可推知A是氧元素，計算A原子的物質的量，根據(jù)含有原子數(shù)目相等，可以得到B原子物質的量，進而計算B元素的摩爾質量，確定B元素；
（2）1molFeBr₂的溶液中通入1molCl₂，先與亞鐵離子反應，再與溴離子反應；
（3）n（HNO₃）=2mol/L×1L=2mol、n（H₂SO₄）=2mol/L×1L=2mol，n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄）=2mol+2mol×2=6mol，n（Cu）=$\frac{192g}{64g/mol}$=3mol，發(fā)生反應為 3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O，根據(jù)方程式知，2mol硝酸根離子完全反應需要n（H⁺）為8mo＞6mol、n（Cu）為3mol，所以氫離子不足量，根據(jù)氫離子計算NO的體積；
（4）銅、鐵、銀、鋁金屬的混合物，在足量的稀硝酸完全溶解，已知硝酸的還原產物為NO，且NO體積在標準狀態(tài)下為67.2L；向所得的溶液中加入適量的2mol/L氫氧化鈉溶液，生成氫氧化物沉淀，其中氫氧根離子物質的量和金屬失去的電子物質的量相同，即為硝酸鋇還原生成一氧化氮得到的電子數(shù)，金屬氫氧化物的質量=金屬質量+氫氧根離子質量；
（5）酸化的KMnO₄溶液與FeSO₄溶液混合后發(fā)生氧化還原反應，可知氧化性KMnO₄＞Fe³⁺；由圖象可知，在反應后的溶液中滴加碘化鉀溶液，開始時Fe³⁺濃度不變，則說明Fe³⁺沒有參加反應，則AB應為高錳酸鉀和碘化鉀的反應，BC段為鐵離子和碘化鉀的反應，結合得失電子守恒解答該題．

解答 解：（1）根據(jù)A原子的L層電子數(shù)是K層的3倍，可推知A是氧元素，A_m中含A原子的物質的量為$\frac{7.2g}{16g/mol}$=0.45 mol，則B_n中含B原子數(shù)也為0.45 mol，B元素的原子的摩爾質量=$\frac{6.3g}{0.45mol}$=14g/mol，故B元素為氮元素，
故答案為：氮； 
（2）0.11molFeBr₂的溶液中通入0.11molCl₂，先與亞鐵離子反應，再與溴離子反應，其反應的離子方程式為2Cl₂+2Br^-+2Fe²⁺=Br₂+4Cl^-+2Fe³⁺；
故答案為：2Cl₂+2Br^-+2Fe²⁺=Br₂+4Cl^-+2Fe³⁺；
（3）n（HNO₃）=2mol/L×1L=2mol、n（H₂SO₄）=2mol/L×1L=2mol，n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄）=2mol+2mol×2=6mol，n（Cu）=$\frac{192g}{64g/mol}$=3mol，發(fā)生反應為 3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O，根據(jù)方程式知，2mol硝酸根離子完全反應需要n（H⁺）為8mo＞6mol、n（Cu）為3mol，所以氫離子不足量，根據(jù)氫離子計算NO的體積，6molH⁺反應生成NO物質的量=$\frac{2}{8}$×6=1.5mol，標準狀況下氣體體積=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，
故答案為：33.6L；   
（4）銅、鐵、銀、鋁金屬的混合物，在足量的稀硝酸完全溶解，已知硝酸的還原產物為NO，且NO體積在標準狀態(tài)下為67.2L，物質的量=$\frac{67.2L}{22.4L/mol}$=3mol，HNO₃～NO～3e^-，電子轉移總數(shù)為3mol×3=9mol，向所得的溶液中加入適量的2mol/L氫氧化鈉溶液，生成氫氧化物沉淀，其中氫氧根離子物質的量和金屬失去的電子物質的量相同，即為硝酸鋇還原生成一氧化氮得到的電子數(shù)，則氫氧根離子物質的量=9mol，金屬氫氧化物沉淀的質量=金屬質量+氫氧根離子質量=100g+9mol×17g/mol=253g，
故答案為：253；   
（5）酸化的KMnO₄溶液與FeSO₄溶液混合后發(fā)生氧化還原反應，可知氧化性KMnO₄＞Fe³⁺，當加入KI時，F(xiàn)e³⁺的量開始一段時間不變，是因為I^-還原了剩余的MnO₄^-，故圖中AB段發(fā)生的是過量的酸性KMnO₄溶液與KI的反應，F(xiàn)e³⁺的物質的量不斷減少，說明I^-還原了Fe³⁺，BC段為Fe³⁺與Fe²⁺的混合液，據(jù)電子守恒有MnO₄^-～～5I^-，故剩余的KMnO₄的物質的量為0.1mol，據(jù)電子守恒有MnO₄^-～～5Fe²⁺～～5Fe³⁺～～5I^-，故與Fe²⁺的KMnO₄的物質的量為0.2mol，故原來KMnO₄的物質的量為0.3mol，
故答案為：0.3mol．

點評 本題考查化學方程式的計算、氧化還原反應定量計算和判斷，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意把握反應的相關方程式的書寫，根據(jù)方程式、關系式計算該題，題目難度中等．