Question

CO是常見的化學物質(zhì)，有關(guān)其性質(zhì)和應(yīng)用的研究如下．
（1）有同學認為CO可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化為CO₂，請你設(shè)計實驗驗證該同學的猜想是否正確．請在下列流程圖方框內(nèi)填上所需藥品的名稱或化學式，從而補齊你的設(shè)計，方框不夠可以補，也可以不填滿．

（2）CO和鐵粉在一定條件下可以合成五羰基合鐵[Fe（CO）₅]，該物質(zhì)可用作無鉛汽油的防爆劑，是一種淺黃色液體，熔點-20.5℃，沸點103℃，易溶于苯等有機溶劑，不溶于水，密度1.46～1.52g/cm³，有毒，光照時生成Fe₂（CO）₉，60℃發(fā)生自燃．五羰基合鐵的制備原理如下：
Fe（s）+5CO（g） 

200℃.20MPa

250℃～300℃

 Fe（CO）₅（g）
①下列說法正確的是

 

．
A．利用上述反應(yīng)原理可制備高純鐵
B．制備Fe（CO）₅應(yīng)在隔絕空氣的條件下進行
C．反應(yīng)Fe（s）+5CO（g）?Fe（CO）₅（g）的平衡常數(shù)表達式為

c[Fe(CO)5]

c(Fe)?c5(CO)

D．Fe（CO）₅應(yīng)密封、陰涼、避光并加少量蒸餾水液封貯存
②五羰基合鐵能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na₂Fe（CO）₄和另兩種常見無機物，該反應(yīng)的化學方程式為：

 

．
③今將一定量的Fe（CO）₅的苯溶液，用紫外線照射片刻．取照射后的溶液完全燃燒，得到30.58g CO₂、5.4g H₂O及1.6g紅棕色粉末．紅棕色粉末的化學式為

 

，照射后的溶液中Fe（CO）₅和Fe₂（CO）₉的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點：碳族元素簡介

專題：元素及其化合物

分析：（1）要驗證CO可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化為CO₂，應(yīng)該先制取CO，可用二氧化碳與碳高溫反應(yīng)制取，然后除去過量的二氧化碳，通入酸性的高錳酸鉀溶液如果產(chǎn)生二氧化碳，能夠使澄清的石灰石變渾濁；
（2）①A．依據(jù)五羰基合鐵[Fe（CO）₅]的制備原理分析解答；
B．五羰基合鐵[Fe（CO）₅]，容易發(fā)生自燃；
C．鐵為固體，不列入平衡常數(shù)表達式；
D．依據(jù)五羰基合鐵不溶于水，密度1.46～1.52g/cm³，有毒，光照時生成Fe₂（CO）₉，解答；
②依據(jù)化學反應(yīng)過程中原子個數(shù)守恒定律解答；
③依據(jù)含鐵的化合物的顏色判斷產(chǎn)物；依據(jù)鐵原子和碳原子個數(shù)守恒計算解答Fe（CO）₅和Fe₂（CO）₉的物質(zhì)的量之比．

解答： 解：（1）大理石與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，通過飽和碳酸氫鈉除去二氧化碳中揮發(fā)出來的氯化氫，然后通過濃硫酸干燥二氧化碳，再通過紅熱的木炭發(fā)生反應(yīng)：C+CO₂

高溫  .

2CO，生成一氧化碳，用氫氧化鈉溶液除去未反應(yīng)的二氧化碳，通入酸性的高錳酸鉀，如果一氧化碳能被高錳酸鉀氧化成二氧化碳，則產(chǎn)生的氣體能夠使澄清的石灰石變渾濁，
故答案為：；
（2）①A．利用五羰基合鐵生成和分解，可制得適用于做磁鐵心和催化劑和高純細鐵粉，故A正確；
B．五羰基合鐵容易發(fā)生自然，隔絕空氣可以使五羰基合鐵與氧氣隔離，避免發(fā)生自燃，故B正確；
C．鐵為固體，不列入平衡常數(shù)表達式，反應(yīng)Fe（s）+5CO（g）?Fe（CO）₅（g）的平衡常數(shù)表達式為：

C(Fe(CO)5(g))

C(CO(g))5

，故C錯誤；
D．五羰基合鐵不溶于水，密度1.46～1.52g/cm³，有毒，光照時生成Fe₂（CO）₉，所以應(yīng)密封、陰涼、避光并加少量蒸餾水液封貯存，故D正確；
故選：ABD；
②依據(jù)化學反應(yīng)過程中原子個數(shù)守恒可知五羰基合鐵能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na₂Fe（CO）₄和和碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學方程式為：Fe（CO）₅+4NaOH=Na₂Fe（CO）₄+Na₂CO₃+2H₂O；
故答案為：Fe（CO）₅+4NaOH=Na₂Fe（CO）₄+Na₂CO₃+2H₂O；
③鐵的化合物中只有Fe₂O₃為紅棕色，所以該固體為Fe₂O₃，5.4g H₂O為苯燃燒生成，依據(jù)：
C₆H₆～6CO₂～3H₂O
      6    3
  n（CO₂） 

5.4g

18g/mol

    得 n（CO₂）=0.6mol
設(shè)Fe（CO）₅的物質(zhì)的量為xmol，F(xiàn)e₂（CO）₉的物質(zhì)的量為ymol，
則依據(jù)鐵原子個數(shù)守恒可知，x+2y=

1.6g

160g/mol

×2=0.02mol；
依據(jù)碳原子個數(shù)守恒可知：5x+9y=

30.58g

44g/mol

-0.6mol=0.095mol；
解得：x=0.01mol  y=0.005mol   x：y=2：1；
故答案為：Fe₂O₃；2：1．

點評：本題為綜合題，考查了實驗的設(shè)計，方程式的書寫，化學平衡表達式的書寫，物質(zhì)的量的計算，題目難度較大，考查學生對所學知識的靈活運用．