Question

【題目】化合物X由三種元素組成，為探究其組成的性質(zhì)，設(shè)計并完成如下實驗：

提示：化合物E的焰色反應為紫色（透過藍色鈷玻璃）

請回答：

（1）X的化學式是________________。強堿Y的電子式為________________。

（2）在常溫和干燥的條件下，化合物X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)化為紅褐色沉淀和一種氣體單質(zhì)。

①化合物X與水反應的離子方程式為________________。

②人們針對化合物X的穩(wěn)定性進行了大量的研究，并取得了一定的進展。下列物質(zhì)可以提高化合物X在水溶液中穩(wěn)定性的是________________。

A KHSO4 B K2CO3 C CH3COOK D K2SO3

③為研究溫度對化合物X水溶液穩(wěn)定性的影響，請設(shè)計一個實驗方案：________________________________________________。

（3）化合物X有多種制備方法其中一種方法是在強堿Y條件下用次氯酸鉀與紅褐色沉淀B反應，其化學方程式為________________。

Answer 1

【答案】K2FeO4 4 FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH- BC 取少量等質(zhì)量化合物分別置于兩個試管中并加等量的水溶解，然后將一支試管置于冷水中，另一支試管置于熱水中，觀察沉淀產(chǎn)生的快慢。 3KClO+4KOH+2 Fe(OH)3=2 K2FeO4+3KCl+5H2O

【解析】

根據(jù)題意可知：化合物E的焰色反應為紫色（透過藍色鈷玻璃），則說明該化合物E中含K元素，根據(jù)逆向思維，化合物X與水、硫酸反應得到的溶液A中加入強堿發(fā)生反應產(chǎn)生的紅褐色的沉淀為Fe(OH)3，則證明X中含鐵元素，3.20g紅棕色固體D為Fe2O3，則n(Fe2O3)= ==0.02mol，則n(Fe) =0.04mol；濾液在一定條件下蒸發(fā)可得到一種純凈的不含結(jié)晶水的鹽是K2SO4，質(zhì)量為20.88 g。n(K2SO4)==0.12mol，所以原固體中含有的K+的物質(zhì)的量為0.12mol×2-0.16mol=0.08mol，因此可推出固體X中還含有K元素，另外一種元素應為氧元素，其質(zhì)量m(O)= 7.92g -0.04mol×56g/mol- 0.08mol× 39g/mol= 2.56g，所以n(O)= =0.16mol，因此在化合物A中各元素原子的個數(shù)比為K：Fe:O=0.08：0.04：0.16=2:1:4，故化學式為K2FeO4，據(jù)此分析作答。

根據(jù)上述分析可知，

（1）X含三種元素分別為K、Fe和O，其原子個數(shù)比為2:1:4，故化學式為K2FeO4；強堿Y為氫氧化鉀，由鉀離子與氫氧根離子構(gòu)成，其電子式為：，故答案為：K2FeO4；；

（2）在常溫和干燥的條件下，化合物X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)化為紅褐色沉淀為氫氧化鐵，結(jié)合氧化還原反應的規(guī)律易知，產(chǎn)生的氣體單質(zhì)應為氧氣，則

①高鐵酸鉀與水反應的離子方程式為：4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-；

②根據(jù)上述反應可知，要提高其穩(wěn)定性，應該使溶液顯堿性，則

A. KHSO4在水中電離出氫離子，使溶液顯酸性，不利于其穩(wěn)定性；

B. K2CO3水解顯堿性，符合題意；

C. CH3COOK水解顯堿性，符合題意；

D. K2SO3雖水解顯堿性，但具有還原性，會與K2FeO4發(fā)生氧化還原反應而不共存，不利于其穩(wěn)定性；

答案選BC；

③固定其他條件，改變溫度，看析出沉淀的快慢，則設(shè)計實驗為取少量等質(zhì)量化合物分別置于兩個試管中并加等量的水溶解，然后將一支試管置于冷水中，另一支試管置于熱水中，觀察沉淀產(chǎn)生的快慢；

（3）在KOH存在條件下用次氯酸鉀氧化氫氧化鐵制備高鐵酸鉀的化學方程式3KClO+4KOH+ 2Fe(OH)3= 2K2FeO4+3KCl+5H2O。