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鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬.鐵的鹵化物、氧化物及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物.某暗紫色化合物A 可作為電極材料的新型超鐵電磁,因具有綠、高電壓和高能量的特點,近年來引起了電化學(xué)界的高度重視.在常溫和干燥的條件下,化合物A可以穩(wěn)定存在,但它在水溶液中不穩(wěn)定,一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,同時產(chǎn)生一種氣體單質(zhì).為探究其成分,某學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)取化合物A粉末進行試驗.經(jīng)組成分析,該粉末僅含有O、K、Fe三種元素.另取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量稀硫酸,向反應(yīng)后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反應(yīng).過濾,將洗滌后的沉淀充分灼燒,得到紅棕色固體粉末1.60g;將所得濾液在一定條件下蒸發(fā)可得到一種純凈的不含結(jié)晶水的鹽10.44g.
(1)化合物A的化學(xué)式為
 
化合物A與H2O反應(yīng)的離子方程式為:
 

(2)化合物A可作為一種“綠色高效多功能”水處理劑,可由FeCl3和KClO在強堿性條件下反應(yīng)制得,其反應(yīng)的離子方程式為
 

(3)化合物A還可以作為高容量電池材料,與MnO2-Zn電池類似,A-Zn也可以組成堿性電池,A在電池匯總作為正極材料,其電極反應(yīng)式為
 
,該電池總反應(yīng)的離子方程式為
 

(4)目前,人們針對化合物A的穩(wěn)定性進行了大量的探索,并取得了一定的進展.下列物質(zhì)中有可能提高化合物A水溶液穩(wěn)定性的是
 

A.醋酸鈉    B.亞硫酸鈉   C.Fe(NO33   D.KOH
(5)請設(shè)計一個實驗方案,研究溫度對化合物A水溶液穩(wěn)定性的影響:
 
考點:探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量
專題:
分析:(1)紅棕色粉末為氧化鐵,不含結(jié)晶水的鹽為硫酸鉀,根據(jù)數(shù)據(jù)計算出A中僅含有O、K、Fe三種元素的個數(shù)比,即得A的化學(xué)式;A不穩(wěn)定,生成的紅褐色沉淀為氫氧化鐵,氣體單質(zhì)只能是氧氣,據(jù)鉀守恒,產(chǎn)物還有氫氧化鉀,由此寫出方程式配平即可;
(2)氫氧化鐵被次氯酸鉀氧化為高鐵酸鉀,次氯酸鉀被還原為氯化鉀,同時生成H2O,由此寫出方程式配平即可;
(3)用FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)制取K2FeO4,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O.K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,負極為鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;依據(jù)產(chǎn)物和電子守恒寫出正極反應(yīng):FeO42-+3eˉ+4H2O→Fe(OH)3+5OHˉ;有正極反應(yīng)和負極反應(yīng)合并得到電池反應(yīng).
(4)根據(jù)提給信息:在常溫和干燥的條件下,化合物A可以穩(wěn)定的存在,但它在水溶液中不穩(wěn)定等分析如何提高A水溶液穩(wěn)定性;
(5)固定其他條件,改變溫度,看析出沉淀的快慢.
解答: 解:(1)3.96g化合物A含鐵:
1.6g
160g/mol
×2=0.02mol,含鉀:
10.44g
174g/mol
×2-0.08mol=0.04mol,
含氧:
3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol
16g/mol
=0.08mol,
鉀、鐵、氧的個數(shù)比為:0.04mol:0.02mol:0.08mol=2:1:4,故A的化學(xué)式為:K2FeO4;
高鐵酸鉀與水反應(yīng)生成氧氣和Fe(OH)3、氫氧化鉀,反應(yīng)方程式為4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+8KOH+3O2↑,離子方程式為4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-
故答案為:K2FeO4;4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-;
(2)氫氧化鐵被次氯酸鉀氧化為高鐵酸鉀,次氯酸鉀被還原為氯化鉀,同時生成H2O,反應(yīng)的方程式方程式為3KClO+4KOH+2Fe(OH)3=2K2FeO4+3KCl+5H2O,
故答案為:3KClO+4KOH+2Fe(OH)3=2K2FeO4+3KCl+5H2O;
(3)原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極電極反應(yīng)式為:①FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe(OH)3+5OH-;負極電極反應(yīng)為:②Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;依據(jù)電極反應(yīng)的電子守恒,①×2+②×3合并得到電池反應(yīng)為:3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-,
故答案為:FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe(OH)3+5OH-;3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-
(4)A.高鐵酸鉀在水溶液中不穩(wěn)定,醋酸鈉溶液顯堿性可以溫度存在,故A正確;
B.亞硫酸鈉具有還原性,會被高鐵酸鉀氧化,故B錯誤;
C.在常溫和干燥的條件下,高鐵酸鉀可以穩(wěn)定的存在,但它在水溶液中不穩(wěn)定,故C錯誤;
D.高鐵酸鉀在堿性條件下生成,故D正確;
故答案為:AD;
(5)固定其他條件,改變溫度,看析出沉淀的快慢,則設(shè)計實驗為取少量的樣品放入試管加水溶解,分成兩等份于兩試管中,分別放在冷水和熱水中,觀察生成紅褐色沉淀的快慢,
故答案為:取少量的樣品放入試管加水溶解,分成兩等份于兩試管中,分別放在冷水和熱水中,觀察生成紅褐色沉淀的快慢.
點評:本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、計算能力、設(shè)計實驗?zāi)芰Φ�,題目較難,需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說法中正確的是( �。�
A、100mL  1mol?L-1AlCl3溶液中含的陽離子數(shù)等于0.1NA
B、標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L CCl4中含有的CCl4分子數(shù)為NA
C、將2mL 0.5mol?L-lNa2SiO3溶液滴入稀鹽酸中制得H2SiO3膠體,所含膠粒數(shù)為0.001NA
D、一定條件下,2.3gNa完全與O2反應(yīng)生成3.6g產(chǎn)物時失去的電子數(shù)為0.1NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

合成氨工業(yè)為人類解決糧食問題做出了巨大貢獻.一定條件下,在密閉容器中進行合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),當(dāng)正、逆反應(yīng)速率相等且不等于零時,下列說法不正確的是( �。�
A、N2、H2完全轉(zhuǎn)化為NH3
B、N2、H2、NH3在容器中共存
C、反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)
D、N2、H2、NH3的濃度不再改變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3的正逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示.下列關(guān)系中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是( �。�
A、v(N2)=v (NH3
B、3v(N2)=v (H2
C、2v(H2)=3v (NH3
D、v(N2)=3v (H2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化學(xué)科學(xué)需要借助化學(xué)專用語言來描述,下列有關(guān)化學(xué)用語正確的是(  )
A、氨氣分子的比例模型
B、二氧化硅分子式為 SiO2
C、乙烯的分子式為C2H4
D、質(zhì)量數(shù)為37的氯原子為1737Cl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


(1)化合物I的分子式為
 
,其官能團的名稱
 
.   
(2)反應(yīng)①、③中,屬于加成反應(yīng)的是
 

(3)1mol化合物II最多與
 
mol H2加成?化合物II與NaOH溶液能很快完全反應(yīng),寫出該反應(yīng)方程式:
 

(4)化合物II也能發(fā)生類似反應(yīng)②的反應(yīng)得到一種分子中含3個碳原子的有機物,該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為
 

(5)寫出滿足下列條件的IV的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式
 

①苯環(huán)上只有兩個處于對位的取代基;
②能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
③不考慮苯環(huán),核磁共振氫譜有3組吸收峰.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列說法中正確的是( �。�
A、第3周期所含元素中鈉的第一電離能最小
B、在所有元素中,氟的第一電離能最大,鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大
C、元素的第一電離能:Cl比Na小
D、鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)通過以下實驗確定炭粉與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物.
【實驗步驟】Ⅰ.按如圖所示裝置(部分儀器未畫出)組裝儀器,檢查裝置的氣密性.
Ⅱ.將0.6g炭粉與3.9g Na2O2混合均勻,裝入試管,在靠近試管口處放置一張濕潤的氯化鈀試紙(濕潤的氯化鈀試紙遇CO變黑,可用于檢驗是否有CO生成).
Ⅲ.用酒精燈微微加熱試管底部.
【實驗現(xiàn)象】試管中發(fā)生劇烈反應(yīng)并產(chǎn)生火花,氯化鈀試紙未變黑,澄清石灰水未變渾濁.
請回答下列問題:
(1)裝置B的作用是
 
,實驗中
 
(填“有”或“沒有”)CO生成.
(2)通過研究發(fā)現(xiàn),在裝置A中發(fā)生的反應(yīng)之一為2Na2O2+C
  △  
.
 
Na2CO3+X.
①X的電子式是
 

②若要確定反應(yīng)產(chǎn)物中存在Na2CO3,請簡述實驗步驟:
 

(3)CO在潮濕的環(huán)境中可將氯化鈀還原為黑色粉末狀的鈀(Pd),同時生成另外兩種新物質(zhì).已知反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移6.02×1023個電子時,生成53g Pd,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

將0.1mol兩種氣體烴組成的混合氣完全燃燒后得3.36L(標(biāo)況)CO2和3.6g水,對于組成判斷正確的是(  )
A、一定有甲烷
B、一定有乙烯
C、一定沒有甲烷
D、一定有乙烷

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同步練習(xí)冊答案
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