Question

浅绿色盐X仅含四种元素，不含结晶水，M(X)<908g•mol^-1，某小组为了探究X的组成和性质，设计并完成了如下实验

上述实验中，得到23.3g白色沉淀 E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。

已知：①X分解成A、B、C的反应为非氧化还原反应；

②常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子。

请回答如下问题：

(1)写出B分子的电子式_______________；X的化学式是__________。

(2)在隔绝空气、570℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为：__________。

(3)请写出G溶于D溶液的离子方程式：_________________。

(4)请设计实验检验固体C中是否仍含有X：___________________。

Answer

Cu4(OH)6SO4 Cu4(OH)6SO44CuO+SO3↑+3H2O↑ Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸溶解，再加入少量BaCl2溶液，若产生白色沉淀则样品中含有X，反之则没有。

【解析】

浅绿色盐X在570℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应，得到A、B和黑色固体C，常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子，B为H2O，A和水反应生成的D能和氯化钡反应生成白色沉淀E，E只能为BaSO4，则D为H2SO4，A是SO3；23.3g白色沉淀E的物质的量为0.1mol，黑色固体C可能为Fe3O4、CuO、C等，黑色固体C隔绝空气在1000℃反应生成气体F和红色固体G，G能和H2SO4反应生成红色固体和蓝色溶液应为Cu2O在酸性溶液中的歧化反应，Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O，所以黑色固体C为CuO，G为Cu2O，气体F为O2，红色H为Cu，蓝色溶液I为CuSO4，然后结合反应产生的物质的质量计算物质的量，利用物质的量的比等于原子个数比，结合其不含有结晶水，确定X的化学式，并进行有关解答。

根据上述分析可知A是SO3，B是H2O，C是CuO，D是H2SO4，E是BaSO4，F是O2，G为Cu2O，H为Cu，I为CuSO4，X是含有Cu、H、O、S四种元素的化合物。

(1)B为H2O，水分子中H、O原子之间以共价键结合，电子式为：；根据元素守恒可知，在浅绿色盐X中n(Cu)=2n(Cu2O)=2×=0.4mol，n(CuO)=0.4mol，n(S)=n(BaSO4)==0.1mol，n(CuO)：n(SO3)=0.04mol：0.01mol=4：1，仅含四种元素，不含结晶水，设化学式为：Cu4(OH)mSO4，Cu4(OH)mSO44CuO+SO3↑+H2O↑，根据氧元素守恒得：m=6，符合M(X)<908g/mol，所以X化学式为Cu4(OH)6SO4；

(2)X在隔绝空气、570℃温度下加热发生Cu4(OH)6SO44CuO+SO3↑+3H2O↑；

(3)砖红色固体G是Cu2O，与足量稀H2SO4发生氧化还原反应，产生Cu、CuSO4、H2O，反应的离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；

(4)黑色固体C为CuO，如含有X，则可用检验SO42-的方法检验，方法是：取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸溶解，再加入少量氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则样品中含有X，反之则没有。