Question

5．某暗紫色化合物A在常溫和干燥的條件下，可以穩(wěn)定存在，但它在水溶液中不穩(wěn)定，一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)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(jìn)行試驗(yàn)．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K₂FeO₄；化合物A與H₂O反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KFeO₄+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8KOH．
（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(qiáng)堿性條件下反應(yīng)制得，其反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^?+5H₂O 或2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^?+5H₂O．
（3）目前，人們針對化合物A的穩(wěn)定性進(jìn)行了大量的探索，并取得了一定的進(jìn)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AD．
A．醋酸鈉          B．醋酸       C．Fe（NO₃）₃         D．KOH．

Answer 1

分析 A中僅含有O、K、Fe三種元素，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，一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生一種氣體單質(zhì)，該紅褐色沉淀為Fe（OH）₃；可推知A含有Fe元素．A的化合物用硫酸溶解，再加入加KOH，生成沉淀灼燒得到紅棕色固體粉末1.60g為氧化鐵，由鐵元素守恒可知，3.96g化合物A含鐵：$\frac{1.6g}{160g/mol}$×2=0.02mol，不含結(jié)晶水的鹽10.44g為硫酸鉀，3.96g化合物A中含鉀：$\frac{10.44g}{1744g/mol}$×2-0.08mol=0.04mol，3.96g化合物A中含氧：$\frac{3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol}{16g/mol}$=0.08mol，故鉀、鐵、氧的個(gè)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↑，據(jù)此解答．

解答 解：中僅含有O、K、Fe三種元素，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，一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生一種氣體單質(zhì)，該紅褐色沉淀為Fe（OH）₃；可推知A含有Fe元素．A的化合物用硫酸溶解，再加入加KOH，生成沉淀灼燒得到紅棕色固體粉末1.60g為氧化鐵，由鐵元素守恒可知，3.96g化合物A含鐵：$\frac{1.6g}{160g/mol}$×2=0.02mol，不含結(jié)晶水的鹽10.44g為硫酸鉀，3.96g化合物A中含鉀：$\frac{10.44g}{1744g/mol}$×2-0.08mol=0.04mol，3.96g化合物A中含氧：$\frac{3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol}{16g/mol}$=0.08mol，故鉀、鐵、氧的個(gè)數(shù)比為：0.04mol：0.02mol：0.08mol=2：1：4，故A的化學(xué)式為：K₂FeO₄．
（1）由上述分析可知，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↑，
故答案為：K₂FeO₄；4KFeO₄+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8KOH；
（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(qiáng)堿性條件下反應(yīng)制得，其反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^?+5H₂O 或2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^?+5H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^?+5H₂O 或2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^?+5H₂O；
（5）A．高鐵酸鉀在堿性條件下生成，而醋酸鈉溶液呈堿性，故A正確；
B．高鐵酸鉀在水溶液中不穩(wěn)定，與酸反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C．鐵離子與反應(yīng)生成的KOH反應(yīng)，使高鐵酸鉀在水溶液中更不穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；
D．高鐵酸鉀在堿性條件下生成，故D正確；
故答案為：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物推斷，屬于計(jì)算型推斷，綜合考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、計(jì)算能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ龋�題目難度較大，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力．