Question

某研究小组为了探究一种无机盐X (仅含有五种元素，且含有结晶水）的组成和性质。设计并完成了如下实验：

另将生成的气体甲与过量灼热氧化铜粉末反应，生成两种单质，再将产物通入浓硫酸洗气后测得标况下的气体乙为0.224L。请回答如下问题：

（1）X的化学式是___________， 固体2中存在的化学键类型________________________

（2）溶液2中通入过量气体甲时发生的离子反应方程式___________________________

（3）在一定条件下，生成的气体甲与过量氧化铜还能发生另一氧化还原反应，生成的气体乙在标况下的体积仍为0.224L, 写出该反应的化学方程式___________

（4）请设计实验证明无机盐X中存在的金属阳离子________________________

Answer

（NH4）2SO4 .2FeSO4 .2H2O 离子键和共价键 H++NH3 = NH4+ Fe2++2NH3.H2O == Fe(OH)2+2NH4+ 2NH3+6CuO == Cu2O+ N2+ 3H2O 取少量无机盐X于试管中加水溶解，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量氯水，若溶液出现血红色，则证明存在Fe2+.（其他合理答案也可）

【解析】（1）无机盐X与过量氢氧化钡溶液反应得到气体甲为氨气和固体1，说明X中含有铵根离子，固体1中加入过量盐酸过滤得到固体2为硫酸钡沉淀，证明X中含有硫酸根离子，溶液2中加入过量气体甲氨气和过量盐酸反应，生成铵盐，和金属离子反应生成氢氧化物沉淀，洗涤灼烧得到固体3为1.60g，将生成的气体甲与过量灼热氧化铜粉末反应，生成两种单质，再将产物通入浓硫酸洗气后测得标况下的气体乙为0.224L，氨气和氧化铜反应生成氮气、铜和水蒸气，通过浓硫酸得到气体为氮气，则依据氮元素守恒，n（NH4+）=2n（N2）=2×0.224L/22.4L/mol=0.02mol，固体2为硫酸钡，n（SO42-）=n（BaSO4）=6.99g/233g/mol=0.03mol，硫酸铵中硫酸根离子为0.01mol，则金属形成的盐中硫酸根离子为0.02mol，洗涤灼烧得到固体3为1.60g为氧化铁质量，物质的量为1.60g/160g/mol=0.01mol，铁元素0.02mol，X的化学式是（NH4）2SO4·2FeSO4·2H2O，固体2为硫酸钡，存在的化学键类型为离子键和共价键；（2）溶液2中通入过量气体甲时发生的离子反应氨气和过量盐酸反应，生成铵盐，和金属离子反应生成氢氧化物沉淀，反应的离子方程式为：H++NH3=NH4+、Fe2++2NH3.H2O＝Fe(OH)2+2NH4+；（3）在一定条件下，生成的气体甲与过量氧化铜还能发生另一氧化还原反应，生成的气体乙在标况下的体积仍为0.224L为氮气，氨气还原氧化铜为氧化亚铜，反应的化学方程式为2NH3+6CuO＝Cu2O+ N2+ 3H2O；（4）无机盐X中存在的金属阳离子为亚铁离子，依据亚铁离子检验方法，加入KSCN溶液无变化，滴入氯水变红色证明，取少量无机盐X于试管中加水溶解，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量氯水，若溶液出现血红色，则证明存在Fe2+。