硫、氮、碳、铁、铜等常见元素在化合物中常表现出多种价态，如硫有-2、-1、+2、+4、+6等价态。这些元素在化工生产中有着重要应用。31.2g镁与碳粉的混

题文

硫、氮、碳、铁、铜等常见元素在化合物中常表现出多种价态，如硫有-2、-1、+2、+4、+6等价态。这些元素在化工生产中有着重要应用。
（1）31.2g镁与碳粉的混合物在一定条件下恰好完全反应，再加入足量水，得到40.6g白色沉淀，同时产生密度为1.4107g/L（标准状况）的丙二烯和不饱和烃X的混合气体。
①镁与碳粉的反应产物的化学式为 ______________ 。
②原混合物中碳粉的物质的量分数为 ___________。（用小数表示，保留2位小数）
（2）某复杂盐由三种元素组成，含两种阳离子和两种阴离子。取21.76g该复杂盐，平均分为两份。将第一份溶于足量盐酸酸化的氯化钡溶液，所得沉淀中含9.32g硫酸钡。将第二份溶于足量热浓硝酸，再滴加足量硝酸钡溶液，得13.98g白色沉淀，过滤后向蓝色滤液中加足量烧碱溶液，过滤、洗涤、灼烧，得8.00g黑色固体。
①该复杂盐的化学式为_____________。
②该复杂盐中两种阳离子的质量比为 _________________ 。
（3）某地质学家经勘测发现一种新的磁黄铁矿，主要成分为Fe_1-xS_1+x，杂质不含Fe、S。分析可知该磁黄铁矿中，铁元素中三价铁的质量分数为75%。取5吨 73%的该磁黄铁矿，用接触法制硫酸，若沸腾炉中煅烧的损耗率为4%，接触室中反应的转化率为94%，SO₃的吸收效率为97%，则最多可制得98.3%的浓硫酸的质量是________________。（保留2位小数）

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）①MgC₂、Mg₂C₃ ②0.63
（2）①Cu₅S(SO₄)₂   ②+1价的铜：+2价的铜=4:1 
（3）6.08t

解析

（1）①根据题意可知该碳、鎂反应得到的化合物与水反应的产物丙二烯C₃H₄，则根据化合物中正负化合价的代数和为0可确定固体中含有Mg₂C₃。丙二烯C₃H₄的相对分子质量为40，丙二烯和不饱和烃X的混合气体标准状况下密度为1.4107g/L，则平均相对分子质量为1.4107×22.4=31.6.说明不饱和烃的相对分子质量小于31.6。只有C₂H₂和C₂H₄。根据化合物中正负化合价的代数和为0，若烃是C₂H₂可确定固体中还含有含有MgC₂；若烃是C₂H₄可确定固体中还含有含有MgC；结合实际舍去。因此镁与碳粉的反应产物Mg₂C₃、MgC₂。①固体若得到的Mg(OH)₂的物质的量为n(Mg(OH)₂)="m÷M=" 40.6g÷ 58g/mol =0.7mol.所以原31.2g镁与碳粉的混合物含有的C的物质的量为n(C)=(31.2g－0.7mol× 24g/mol) ÷12 g/mol=1.2mol， 原混合物中碳粉的物质的量分数为1.2mol÷(0.7+1.2)mol=0.63.
（2）将第一份足量盐酸酸化的氯化钡溶液，所得沉淀中含9.32g硫酸钡，证明含有SO₄^2-，其物质的量为n(SO₄^2-)="9.32g÷233g/mol=0.04mol;" 将第二份溶于足量热浓硝酸，再滴加足量硝酸钡溶液，得13.98g白色沉淀。由于13.98g>9.32g证明原固体中还含有S^2-。沉淀中有硝酸氧化产生的SO₄^2-。则n(SO₄^2-) (总)="13.98g÷233g/mol=0.06mol;" n(S^2-)="0.06-0.04=0.02mol." 向蓝色滤液中加足量烧碱溶液，过滤、洗涤、灼烧，得8.00g黑色固体。证明含有Cu元素n(Cu²⁺)=" 8.00g÷80g/mol=0.1mol." n(Cu²⁺): n(S^2-): n(SO₄^2-)=0.1:0.02:0.04=5:1:2.所以该盐的化学式为Cu₅S(SO₄)₂ 在该盐中Cu的化合价有+1、+2两种价态。假设+1价的为x，则+2价的为(5-x).根据化合物中正负化合价的代数和为0可得x+2(5-x)=2+4.解得x=4，则5-x=1.所以m(Cu⁺):m(Cu²⁺)=4:1.
（3）该磁黄铁矿中，铁元素中三价铁的质量分数为75%，则二价铁的质量分数为25%。n(Fe³⁺):n(Fe²⁺)=3:1.根据化合物中正负化合价的代数和为0，可确定化合物中S的原子个数为3×3＋1×2=11.所以该化合物的化学式为Fe₄S₁₁.根据题意可知最后转化为硫酸的S的物质的量为{(5×10⁶g×73%×(1－4%)×94%×97%)÷576g/mol}×11=6.1×10⁴mol.所以得到的98.3%的浓硫酸的质量是（6.1×10⁴mol×98g/mol）÷98.3%=6.08×10⁶g="6.08t" 。

考点

据考高分专家说，试题“硫、氮、碳、铁、铜等常见元素在化合物中常.....”主要考查你对 [物质的量 ]考点的理解。

物质的量

物质的量：

物质中含有一定数目粒子集体的物理量。是国际单位制中7个基本物理量之一（7个基本的物理量分别为：长度、质量、时间、电流强度、发光强度、温度、物质的量）符号：n
计算公式：物质的量(n)=粒子数(N)/阿伏加德罗常数(NA) 以物质的量为中心的各种化学常用量间的关系：n=N/NA=m/M=V/Vm=cV=ρV/M

使用物质的量注意事项：

（1）物质的量表示物质所含指定粒子的多少，物质的量是一个整体，不得简化或增添任何字。
（2）物质的量及其单位摩尔的适用范围是微观粒子，因此在使用中应指明粒子的名称。

物质的量的相关解法：

问题探究：

（1）1mol氢这种说法正确吗？如何表示1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子？
答：使用摩尔作单位时，应用化学式（符号）指明离子的种类，1mol氢的说法不正确，因其咩有指明是氢分子还是氢离子、氢原子。1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子分别表示为1molH、1molH₂、1molH⁺。
（2）阿佛加德罗常数和6.02×10²³mol^-1在实际使用上有何区别？
阿佛加德罗常数是一个非常精确的数字，而6.02×10²³mol^-1只是阿佛加德罗常数的一个近似值。在关于概念性描述时要求非常准确，要使用阿佛加德罗常数，而在涉及计算时，则用6.02×10²³mol^-1进行粗略计算。二者关系类似于数学上的圆周率∏与3.14的关系。