Question

8．某含氧物质X仅含三种元素，在198℃以下比较稳定，温度高时易分解．某研究小组设计并完成如下实验：

试回答如下问题：
（1）X的化学式为K₂FeO₄，写出X与H₂O反应的离子方程式4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+8OH^-+3O₂↑
（2）工业上由红棕色固体2可以制备一种单质，写出化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$3CO₂+2Fe
（3）保存X时应注意免吸潮和受热，写出X在实际生活中的一种应用可作净水剂．

Answer 1

分析 根据题中各物质转化关系，X与水反应生成溶液Ⅰ焰色反应为紫色，则X中含钾元素，溶液2应为氯化钾溶液，X与水反应生成胶体，沉淀后灼烧得红棕色固体2，则红棕色固体2为氧化铁，胶体为氢氧化铁，所以X中含有铁元素，某含氧物质X仅含三种元素，所以X由Fe、K、O组成，由于固体1为氯化钾，质量为2.98g，则其中钾元素的物质的量为0.04mol，固体2为氧化铁，质量为1.60g，则铁元素的物质的量为0.02mol，所以X中氧元素的物质的量为$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物质的量之比为0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化学式为K₂FeO₄，根据氧化还原反应中电子得失守恒可知，X与水反应生成的无色气体为氧气，据此答题．

解答 解：根据题中各物质转化关系，X与水反应生成溶液Ⅰ焰色反应为紫色，则X中含钾元素，溶液2应为氯化钾溶液，X与水反应生成胶体，沉淀后灼烧得红棕色固体2，则红棕色固体2为氧化铁，胶体为氢氧化铁，所以X中含有铁元素，某含氧物质X仅含三种元素，所以X由Fe、K、O组成，由于固体1为氯化钾，质量为2.98g，则其中钾元素的物质的量为0.04mol，固体2为氧化铁，质量为1.60g，则铁元素的物质的量为0.02mol，所以X中氧元素的物质的量为$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物质的量之比为0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化学式为K₂FeO₄，根据氧化还原反应中电子得失守恒可知，X与水反应生成的无色气体为氧气，
（1）根据上面的分析可知，X的化学式为K₂FeO₄，X与H₂O反应的离子方程式为4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+8OH^-+3O₂↑，
故答案为：K₂FeO₄；4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+8OH^-+3O₂↑；
（2）工业上由氧化铁制备铁的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$3CO₂+2Fe，故答案为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$3CO₂+2Fe；
（3）由于K₂FeO₄与水会反应，所以保存K₂FeO₄时应注意避免吸潮和受热，K₂FeO₄在实际生活中由于与水反应可以生成氢氧化铁胶体，所以可作净水剂，
故答案为：避免吸潮和受热；可作净水剂．

点评 本题主要考查了铁及其化合物的相关知识，物质推断是解题的关键，答题时注意利用元素守恒和常见物质的性质进行推断，题目难度中等．