Question

磁性材料A 是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：

(1)A 的化学式为_____。

(2)已知化合物 A 能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为 1.518 g·L^-1）。该气体分子的电子式为_____，写出该反应的离子方程式：_____。

(3)写出 F→G 反应的化学方程式：_____。

(4)设计实验方案探究溶液 G 中的主要微粒（不考虑 H₂O、H⁺、K^＋、I^-）：_____。

Answer

Fe3S4 Fe3S4+6H+=3Fe2++S+3H2S↑ H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI 取溶液 G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO42-；过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若又产生白色沉淀，则有 H2SO3。

【解析】

C溶液显黄色，加入KSCN，D为血红色溶液，可知C为FeCl3，D为Fe(SCN)3等，B为红棕色固体，可知B为Fe2O3，且n(Fe2O3)==0.015 mol，n(Fe)=2n(Fe2O3)=0.03 mol，m(Fe)=0.03 mol×56 g/mol=1.68 g，A燃烧生成的无色气体E溶于水得到酸性溶液，加入碘的KI溶液，得到无色溶液G且溶液酸性变强，说明碘单质可氧化E的水溶液，E应为SO2，F为H2SO3，G中含有H2SO4和HI，可能含有未反应的H2SO3，根据原子守恒可知A含有Fe、S元素，且m(S)=2.960 g-1.68 g=1.28 g，n(S)==0.04 mol，可知n(Fe)：n(S)=3：4，A的化学式为Fe3S4，以此解答该题。

根据上述分析可知：A是Fe3S4，B是Fe2O3，C是FeCl3，D为Fe(SCN)3，E是SO2，F为H2SO3，G中含H2SO4、HI及H2SO3等。

(1)由以上分析可知，A组成元素为Fe、S，化学式为Fe3S4；

(2)化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g•L-1)，淡黄色不溶物为S，气体的摩尔质量为1.518 g/L×22.4 L/mol=34 g/mol，则气体相对分子质量是34，该气体为H2S气体，H2S分子中S原子最外层有6个电子，其中的2个成单电子与2个H原子的电子形成2对共用电子对，使分子中每个原子都达到稳定结构，故H2S电子式为，该反应的离子方程式为：Fe3S4+6H+=3Fe2++S+3H2S↑；

(3)F为H2SO3，该物质具有还原性，在溶液中被I2氧化成H2SO4，I2被还原成HI，所以F→G反应的化学方程式为H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI；

(4)溶液G中的主要微粒(不考虑H2O，H+，K+，I-)为SO42-和H2SO3，可先检验SO42-，后检验有H2SO3，利用BaSO4既不溶于水，也不溶于酸的性质检验，具体操作为：取溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO42-；利用H2SO3的还原性进行检验，过滤后取滤液，向其中滴加H2O2溶液，若又产生白色沉淀，证明含有H2SO3。