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(diǎn)，近年來(lái)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(shí)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(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(guò)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0mol，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(duì)化合物A水溶液穩(wěn)定性的影響，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案．．

Answer 1

考點(diǎn)：  探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量；性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．

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(shí)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(guò)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：×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：×2﹣0.08mol=0.04mol，3.96g化合物A中含氧：=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：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，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(guò)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：×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：×2﹣0.08mol=0.04mol，3.96g化合物A中含氧：=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↑，

（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(diǎn)評(píng)：  本題考查無(wú)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�，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(wèn)題的能力．