Question

【题目】化合物A（仅含三种元素，摩尔质量为198g·mol－1）具有高效的消毒作用，是一种新型非氮高效消毒剂。为探究化合物A的组成与性质，设计并完成以下实验：取3. 96g化合物A溶于水中，一段时间后全部转化为B（红褐色沉淀）、C（一种碱）和气体单质D（可使带火星的木条复燃），向溶液中加入100mL 0.6mol/L稀硫酸，再加入含有0.08mol KOH的溶液，恰好完全反应。过滤，将沉淀洗涤后充分灼烧，得到红棕色固体粉末1.60g。将所得溶液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐。

（1）化合物A所含有的元素：_______________（用元素符号表示）。

（2）化合物A与H2O反应的离子方程式：__________________。

（3）化合物A可由FeCl3和KClO在强碱性条件下制得，其反应的离子方程式：_________________。

Answer 1

【答案】K 、 Fe 、O 4FeO42－+10H2O＝4Fe(OH)3↓+3O2↑+ 8OH- 2Fe3+ + 3ClO- + 10OH- = 2FeO42－+3Cl + 5H2O (或2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42－+3Cl + 5H2O)

【解析】

A在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质，可使带火星的木条复燃为O2，该红褐色沉淀为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，生成沉淀灼烧得到红棕色固体粉末1.60g为氧化铁，由铁元素守恒可以知道，3. 96g化合物A含铁：×2=0.02mol，不含结晶水的盐为硫酸钾，根据钾元素守恒，3. 96g 化合物A中含钾0.6mol/L×0.1L×2-0.08mol=0.04mol，3. 96g化合物A中含氧：=0.08mol，故钾、铁、氧的个数比为：0.04mol:0.02mol:0.08mol=2:1:4，故A的化学式为：K2FeO4；高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe(OH)3、氢氧化钾，反应方程式为4K2FeO4+10H2O＝4Fe(OH)3↓+3O2↑+ 8KOH，据此解答。

A在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质，该红褐色沉淀为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，生成沉淀灼烧得到红棕色固体粉末1.60g为氧化铁，由铁元素守恒可以知道，3. 96g化合物A含铁：×2=0.02mol，不含结晶水的盐为硫酸钾，根据钾元素守恒，3. 96g 化合物A中含钾0.6mol/L×0.1L×2-0.08mol=0.04mol，3. 96g化合物A中含氧：=0.08mol，故钾、铁、氧的个数比为：0.04mol:0.02mol:0.08mol=2:1:4，故A的化学式为：K2FeO4；
(1)由上述分析可以知道，A的化学式为：K2FeO4；所含有的元素为：K 、Fe 、O，

因此，本题正确答案是：K 、Fe 、O；
(2) 高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe(OH)3、氢氧化钾，反应方程式为4K2FeO4+10H2O＝4Fe(OH)3↓+3O2↑+ 8KOH，则离子方程式为：4FeO42－+10H2O＝4Fe(OH)3↓+3O2↑+ 8OH-，

因此，本题正确答案是：4FeO42－+10H2O＝4Fe(OH)3↓+3O2↑+ 8OH-；

（3）高铁酸钾可由FeCl3和KClO在强碱性条件下制得，三价铁离子被次氯酸钾氧化为高铁酸钾，次氯酸钾被还原为氯化钾，同时生成水，其反应的离子方程式：2Fe3+ + 3ClO- + 10OH- =2FeO42－+3Cl + 5H2O，

因此，本题正确答案是：2Fe3+ + 3ClO- + 10OH- = 2FeO42－+3Cl + 5H2O。