Question

【題目】為探究某礦物的主要成分X（僅含三種元素）的組成，某興趣小組進行了如下實驗：

①取55.2g固體X在空氣存在下高溫煅燒，有刺激性氣味的氣體產生（標況下為13.44L），該氣體能使品紅溶液褪色。

②高溫煅燒后的固體用磁分離技術進行分離，得到19.2g紅色固體單質和23.2g黑色固體。

③將23.2g固體溶于稀硫酸，再加氫氧化鈉，將所得沉淀充分灼燒，得到24g紅棕色固體。已知各步反應試劑均過量，請回答：

（1）X化學式為______

（2）寫出X在空氣存在下高溫煅燒的化學反應方程式______

（3）寫出X高溫煅燒后的氣體通入碘水中發生的離子反應方程式______

Answer 1

【答案】CuFeS2 SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+

【解析】

①分解生成的氣體能使品紅褪色，該氣體為SO2，說明X含有S元素；②用磁分離技術進行分離固體，得到19.2g紅色固體單質和23.2g黑色固體，19.2g紅色固體單質Cu，X中含有Cu元素。③黑色固體與硫酸反應，再與氫氧化鈉溶液反應生成沉淀，將沉淀灼燒生成紅棕色固體，則黑色固體為Fe3O4、紅棕色固體為Fe2O3，n(Fe2O3)=24g÷160g/mol=0.15mol，由Fe原子守恒可知需要Fe3O4物質的量為：0.15mol×=0.1mol，需要Fe3O4的質量為：0.1mol×232g/mol=23.2g，符合質量變化，故X含有Fe元素。而n(SO2)=13.44L÷22.4L/mol=0.6mol，n(Cu)=19.2g÷64g/mol=0.3mol，由原子守恒可知，X中Cu、Fe、S原子數目之比為0.3mol：0.15mol×2：0.6mol=1：1：2

（1）由分析中的計算可知X中Cu、Fe、S原子數目之比為0.3mol：0.15mol×2：0.6mol=1：1：2，故X的化學式為CuFeS2；

（2）X在空氣存在下高溫煅燒的化學反應方程式：；

（3）X高溫煅燒后的氣體通入碘水中發生的離子反應方程式：SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+。