Question

暗紫色化合物A可作為電極材料的新型超鐵電磁，因具有綠色、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)定的存在，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，滴加足量的稀硫酸，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）3.96g化合物A中含有Fe元素的物質(zhì)的量為

 

mol，含有鉀元素的物質(zhì)的量為

 

mol．化合物A的化學(xué)式為

 

；
（2）化合物A與H₂O反應(yīng)的離子方程式為：

 

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

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：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，一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，該紅褐色沉淀為Fe（OH）₃；可推知A含有Fe元素，A中僅含有O、K、Fe三種元素；取3.96g化合物A的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，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，則紅棕色固體粉末1.60g為氧化鐵，由鐵元素守恒可知，3.96g化合物A含鐵：

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：

10.44g

174g/mol

×2-0.08mol=0.04mol，3.96g化合物A中含氧：

3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol

16g/mol

=0.08mol，故鉀、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↑，據(jù)此解答．

解答： 解：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，一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，該紅褐色沉淀為Fe（OH）₃；可推知A含有Fe元素，A中僅含有O、K、Fe三種元素；取3.96g化合物A的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，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，則紅棕色固體粉末1.60g為氧化鐵，由鐵元素守恒可知，3.96g化合物A含鐵：

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：

10.44g

174g/mol

×2-0.08mol=0.04mol，3.96g化合物A中含氧：

3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol

16g/mol

=0.08mol，故鉀、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↑，
（1）根據(jù)以上分析，3.96g化合物A中含有Fe元素的物質(zhì)的量為0.02mol，含有鉀元素的物質(zhì)的量為0.04mol．化合物A的化學(xué)式為K₂FeO₄；
故答案為：0.02；0.04；K₂FeO₄；
（2）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↑，離子方程式為4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-，
故答案為：K₂FeO₄；4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-；
（3）固定其他條件，改變溫度，看析出沉淀的快慢，可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：本題考查無機物推斷，屬于計算型推斷，綜合考查學(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龋�題目難度較大，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．