Question

A通常存在于鋼鐵中，它是由甲、乙兩種化合物組成的混合物，甲和乙的含量、形狀、分布對(duì)鋼性能影響很大，使鋼硬而脆，不宜進(jìn)行機(jī)械加工。已知：(1)甲和乙的組成元素相同，均是由兩種常見元素的原子以最簡(jiǎn)整數(shù)比構(gòu)成的化合物，其相對(duì)分子質(zhì)量分別為124、180。(2)C、D、H、I、J常溫下為氣體，H、I、J為單質(zhì)，D是一種紅棕色氣體。(3)反應(yīng)②為制備理想的綠色水處理劑Na₂FeO₄(高鐵酸鈉)的一種方法(圖中部分生成物沒有列出)。

請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴瞻祝?/p>

(1)寫出C的電子式________________。

(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式________________。

反應(yīng)②的離子方程式________________。

(3)甲和乙的化學(xué)式分別為________________、________________，若A中組成元素的物質(zhì)的量之比為4：9，則乙在A中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________________。

Answer 1

(1)

(2)4NO₂+O₂+2H₂O4HNO₃

2Fe(OH)₃+3ClO^-+4OH^-+3Cl^-+5H₂O

(3)Fe₂C  Fe₃C  25％

【解析】鋼的主要成分是Fe(56)，除此之外，通常還含有合金元素硅(28)、錳(55)及雜質(zhì)成分硫(32)和磷(31)等，甲和乙相對(duì)分子質(zhì)量的差值為180-124=56，初步分析，甲和乙在組成上可能是相差1個(gè)Fe原子或相差2個(gè)Si原子。根據(jù)“D是一種紅棕色氣體”可知，D是NO₂。根據(jù)轉(zhuǎn)化圖中的反應(yīng)“C(氣體)+Na₂O₂G+H(單質(zhì)，氣體)”可知，C是CO₂氣體，H是O₂，G是Na₂CO₃。根據(jù)轉(zhuǎn)化圖反應(yīng)②的生成物中有Na₂FeO₄(高鐵酸鈉)可以推知，起始物質(zhì)(A或B)中含有鐵元素，又知A中只含兩種元素，推理得出是碳元素和鐵元素，再結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量的具體數(shù)值124和180可知，甲是Fe₂C(124)、乙是Fe₃C(180)符合題意。反應(yīng)過程中，碳元素的化合價(jià)升高(生成CO₂)，又生成物中有NO₂(紅棕色氣體)，則B物質(zhì)應(yīng)是強(qiáng)氧化劑HNO₃。初步得出A是Fe₂C和Fe₃C的混合物，B是HNO₃后，順藤摸瓜，依次得出E是H₂O，F(xiàn)是Fe(NO3)₃，反應(yīng)①的化學(xué)方程式為4NO₂+O₂+2H₂O4HNO₃。根據(jù)“E(H₂O)+LI(單質(zhì)，氣體)+J(單質(zhì)，氣體)+K”和“J(單質(zhì)，氣體)+KL+M”，聯(lián)想氯堿工業(yè)(電解飽和食鹽水)及Cl₂與NaOH溶液的反應(yīng)，進(jìn)行驗(yàn)證，完全符合，即L是NaCl，I是H₂，J是Cl₂，K是KOH，M是NaClO。反應(yīng)②的化學(xué)方程式為2Fe(OH)₃+3NaClO+4NaOH 2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，相應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)₃+3ClO^-+4OH^- +3Cl^-+5H₂O。

(3)設(shè)A物質(zhì)中Fe₂C和Fe₃C的物質(zhì)的量分別為a、b，根據(jù)題意有：，得出=3，即A物質(zhì)中Fe₂C和Fe₃C的物質(zhì)的量之比為3：1，所以乙在A中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25％。