Question

【题目】某暗紫色化合物A在常温和干燥的条件下，可以稳定存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质．为探究其成分，某化学兴趣小组的同学取化合物A粉末进行实验．经组成分析，该粉末仅含有O、K、Fe三种元素，另取3.96g化合物A的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有0.08mol　KOH的溶液，恰好完全反应．过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色固体粉末1.60g；将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g．
（1）化合物A的化学式为化合物A与H2O反应的离子方程式为： ．
（2）化合物A可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂，可由FeCl3和KClO在强碱性条件下反应制得，其反应的离子方程式为
（3）化合物A还可以作为高容量电池材料，与MnO2﹣Zn电池类似，A﹣Zn也可以组成碱性电池，A在电池中作为正极材料，其电极反应式为 ， 该电池总反应的离子方程式为 ．
（4）目前，人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索，并取得了一定的进展．下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是
A.醋酸钠
B.醋酸
C.Fe（NO3）3
D.KOH
（5）请设计一个实验方案，研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响： ．

Answer 1

【答案】
（1）K2FeO4；4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH﹣
（2）2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl?+5H2O
（3）FeO42﹣+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH﹣；3Zn+2FeO42﹣+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH﹣
（4）AD
（5）取少量的样品放入试管加水溶解，分成两等份于两试管中，分别放在冷水和热水中，观察生成红褐色沉淀的快慢
【解析】解：（1）3.96g化合物A含铁： ×2=0.02mol，含钾： ×2﹣0.08mol=0.04mol， 含氧： =0.08mol，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+8KOH+3O2↑，离子方程式为4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH﹣ ，
所以答案是：K2FeO4；4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH﹣；（2）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H2O，反应的离子方程式为2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl+5H2O；所以答案是：2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl+5H2O； （3）原电池的负极发生氧化反应，正极电极反应式为：①FeO42﹣+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH﹣；负极电极反应为：②Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2；依据电极反应的电子守恒，①×2+②×3合并得到电池反应为：3Zn+2FeO42﹣+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH﹣ ， 所以答案是：FeO42﹣+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH﹣；3Zn+2FeO42﹣+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH﹣；（4）A．高铁酸钾在水溶液中不稳定，醋酸钠溶液显碱性可以温度存在，故A正确；B．亚硫酸钠具有还原性，会被高铁酸钾氧化，故B错误；C．在常温和干燥的条件下，高铁酸钾可以稳定的存在，但它在水溶液中不稳定，故C错误；D．高铁酸钾在碱性条件下生成，故D正确；所以答案是：AD；（5）固定其他条件，改变温度，看析出沉淀的快慢，则设计实验为取少量的样品放入试管加水溶解，分成两等份于两试管中，分别放在冷水和热水中，观察生成红褐色沉淀的快慢，所以答案是：取少量的样品放入试管加水溶解，分成两等份于两试管中，分别放在冷水和热水中，观察生成红褐色沉淀的快慢．