Question

18．某含氧物質(zhì)X僅含三種元素，在198℃以下比較穩(wěn)定，溫度高時易分解．，某研究小組設(shè)計并完成如下實驗：

試回答如下問題：
（1）X的化學(xué)式為K₂FeO₄，寫出X與H₂O反應(yīng)的離子方程式4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-
（2）工業(yè)上由紅棕色固體2可以制備其單質(zhì)，寫出化學(xué)方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe．
（3）保存X時應(yīng)注意避免吸潮和受熱．

Answer 1

分析 根據(jù)題中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，X與水反應(yīng)生成溶液Ⅰ焰色反應(yīng)為紫色，則X中含鉀元素，溶液2應(yīng)為氯化鉀溶液，X與水反應(yīng)生成膠體，沉淀后灼燒得紅棕色固體2，則紅棕色固體2為氧化鐵，膠體為氫氧化鐵，所以X中含有鐵元素，某含氧物質(zhì)X僅含三種元素，所以X由Fe、K、O組成，由于固體1為氯化鉀，質(zhì)量為2.98g，則其中鉀元素的物質(zhì)的量為0.04mol，固體2為氧化鐵，質(zhì)量為1.60g，則鐵元素的物質(zhì)的量為0.02mol，所以X中氧元素的物質(zhì)的量為：$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物質(zhì)的量之比為0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化學(xué)式為K₂FeO₄，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒可知，X與水反應(yīng)生成的無色氣體為氧氣，以此解答該題．

解答 解：根據(jù)題中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，X與水反應(yīng)生成溶液Ⅰ焰色反應(yīng)為紫色，則X中含鉀元素，溶液2應(yīng)為氯化鉀溶液，X與水反應(yīng)生成膠體，沉淀后灼燒得紅棕色固體2，則紅棕色固體2為氧化鐵，膠體為氫氧化鐵，所以X中含有鐵元素，某含氧物質(zhì)X僅含三種元素，所以X由Fe、K、O組成，由于固體1為氯化鉀，質(zhì)量為2.98g，則其中鉀元素的物質(zhì)的量為0.04mol，固體2為氧化鐵，質(zhì)量為1.60g，則鐵元素的物質(zhì)的量為0.02mol，所以X中氧元素的物質(zhì)的量為$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物質(zhì)的量之比為0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化學(xué)式為K₂FeO₄，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒可知，X與水反應(yīng)生成的無色氣體為氧氣，
（1）根據(jù)上面的分析可知，X的化學(xué)式為K₂FeO₄，X與H₂O反應(yīng)的離子方程式為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-，
故答案為：K₂FeO₄；4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-；
（2）工業(yè)上由氧化鐵制備鐵的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe，故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe； 
（3）由于K₂FeO₄與水會反應(yīng)，所以保存K₂FeO₄時應(yīng)注意避免吸潮和受熱，故答案為：避免吸潮和受熱．

點評 本題考查了常見金屬單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及無機推斷、物質(zhì)的分離與提純方法的綜合應(yīng)用、化學(xué)方程式的書寫等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．