Question

高一化学竞赛题一道、急！！！！！

粉末状试样A是一种含有少量某钾盐（白色或无色）和一种活泼金属组成的混合物。进行如下实验：
①将A和适量CuO粉末混合均匀，放在一置于三角架的石棉网上，用酒精灯加强热，可看到混合物迅猛燃烧，白光耀眼。完全反应后得到混合物B。
②向冷却的混合物B中加入稀盐酸至沉淀不再溶解，恰好用去HCl 0.6mol，得到溶液C（设溶液体积为1000mL）和沉淀D，然后过滤。
③将溶液C加强热、蒸干、灼烧，得到固体E，且E的质量和A的质量恰好相等。
请填空:
(1)写出①中可能的三个反应的化学方程式_________________________________;
______________________________________;_____________ _______________.
(2)A中钾盐的物质的量为___________mol, A中金属的质量为____________g,

答案上说是氯酸钾和铝、但我觉得碳酸氢钾和镁好像也可以、望指点、、

Answer 1

解：根据反应的现象以及学过的化学知识，判断A是氯酸钾与铝的混合物。
（1） 2KClO3 =CuO、加热= 2KCl + 3O2↑
2Al + 3CuO =高温= Al2O3 + 3Cu
4Al + 3O2 =点燃= 2Al2O3
把上述的反应后得到的混合物B为：Al2O3 KCl Cu
混合物与盐酸混合物，反应为：
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
1 6
＝0.1 0.6mol
即，B中含Al2O3 0.1mol 则：m(Al) = 0.1mol * 2 *27g/mol = 5.4g
经过一系统处理后得到的E的成分是“KCl 与Al2O3"的混合物（因为AlCl3蒸干灼烧得到的是Al2O3)
A的成分是“KClO3和Al"
即：m(KCl) + m(Al2O3) = m(KClO3) + m(Al)
设A 中含KClO3 xg，则：
2KClO3 －－ 2KCl
245 149
xg = 149xg/245
m(Al2O3) = 0.1mol * 102g/mol = 10.2g
综上得：10.2g + 149xg/ 245 = xg + 5.4g
解得： x = 12.25
n(KClO3) = 12.25g / 122.5g/mol = 0.1mol

用碳酸氢钾和镁，有一部不会符合实验现象：
（1）2KHCO3 =加热= K2CO3 + CO2↑ + H2O
（2）2Mg + O2 =加热= 2MgO （因为是在空气中进行的反应，镁条与氧气直接反应，不会与CO2反应）
这样，得到的混合物B就是K2CO3与MgO的混合物，都会被盐酸溶解，不会有沉淀。而且反应也只能写出来两个了。而题目中讲反应得有“三个”。所以KHCO3与Mg不行。

追问

我的想法是
2KHCO3 =加热= K2CO3 + CO2↑ + H2O
2Mg + CO2 =点燃= 2MgO + C（耀眼白光）
C + 2CuO =加热= 2Cu + CO2
可以吗？

追答

我上面已经讲过了，因为是在空气中的反应，所以镁会先与氧化性更强的O2反应，而不是与CO2反应。所以你的想法不行。

如果是在绝氧情况下，那么是可以的，你的想法我也算过了，假设那样反应的话，KHCO3是0.143mol，Mg是0.229mol，计算量比原题中要多一点，因为是不能口算的。
你也算算看，我有没有算错，嘿嘿

追问

我想知道你怎么这么快就能想到是氯酸钾和铝呢……我的第一反应是镁……

追答

根据（1）白色钾盐（2）迅锰燃烧
我想到应该是“强氧化剂”，那就是KClO3了。
而且又出现氧化铜，我的反应是氧化铜可代替二氧化锰用催化剂，所以进一步确定是KClO3
你第一反应是镁，因为看到了“耀眼白光”。
我看到耀眼白光想到三个，一是镁的燃烧，二是铝热反应，三是铝燃烧

追问

能再问你一个问题么：铜离子和硫氢根离子会反应么？
我觉得硫氢根和碳酸氢根可以类比、碳酸根可以和钙离子反应生成沉淀、而碳酸氢根不行、、所以我觉得铜离子不会和硫氢根反应、、

追答

HS-是可以与HCO3- 类比，因为都是酸式根。但是HS－人家还有还原性呢！而且硫化物多为不熔物，所以与HCO3－又是有天壤区别。
少量：Cu2+ + HS－ = CuS↓ + H+
过量：Cu2+ + 2 HS－ = CuS↓ + H2S ↑