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暗紫色化合物A可作为电极材料的新型超铁电磁,因具有绿色、高电压和高能量的特点,近年来引起了电化学界的高度重视.在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀.为探究其成分,某学习兴趣小组的同学取化合物A粉末进行试验.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)3.96g化合物A中含有Fe元素的物质的量为0mol,含有钾元素的物质的量为mol.化合物A的化学式为;

(2)化合物A与H2O反应的离子方程式为:.

(3)为研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响,请设计一个实验方案..


考点:  探究物质的组成或测量物质的含量;性质实验方案的设计.

分析:  在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,该红褐色沉淀为Fe(OH)3;可推知A含有Fe元素,A中仅含有O、K、Fe三种元素;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,则红棕色固体粉末1.60g为氧化铁,由铁元素守恒可知,3.96g化合物A含铁:×2=0.02mol,不含结晶水的盐10.44g为硫酸钾,3.96g化合物A中含钾:×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+8KOH+3O2↑,据此解答.

解答:  解:在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,该红褐色沉淀为Fe(OH)3;可推知A含有Fe元素,A中仅含有O、K、Fe三种元素;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,则红棕色固体粉末1.60g为氧化铁,由铁元素守恒可知,3.96g化合物A含铁:×2=0.02mol,不含结晶水的盐10.44g为硫酸钾,3.96g化合物A中含钾:×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+8KOH+3O2↑,

(1)根据以上分析,3.96g化合物A中含有Fe元素的物质的量为0.02mol,含有钾元素的物质的量为0.04mol.化合物A的化学式为K2FeO4

故答案为:0.02;0.04;K2FeO4

(2)由上述分析可知,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

故答案为:K2FeO4;4FeO42+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH

(3)固定其他条件,改变温度,看析出沉淀的快慢,可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,

故答案为: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.

点评:  本题考查无机物推断,属于计算型推断,综合考查学生阅读题目获取信息的能力、计算能力、设计实验能力等,题目难度较大,需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力.


练习册系列答案
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下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()

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现有A、B、C、D四种金属片,

①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A上有气泡产生;

②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,D发生还原反应;

③把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,电子流动方向为A→导线→C.

根据上述情况判断四种金属的活泼由强到弱的顺序为()

    A.             DCAB                B. CBAD            C. BADC D. BACD

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    A.             ①③⑤              B. ①②④⑤        C. ①②③④ D. ①③

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将由NaOH、BaCl2、Al2(SO43三种固体组成的混合物溶于足量的水中,充分溶解,向混合物液中滴加1mol•L﹣1的稀硫酸,加入稀硫酸的体积与生成沉淀的质量关系如图所示.下列有关判断不正确的是()

    A. AB段发生反应的离子方程式为:Ba2++2OH+2H++SO42=BaSO4↓+2H2O

    B. BC段发生反应的离子方程式为:H++OH=H2O

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    A. 化学反应中的能量变化,都表现为热量的变化

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下列各离子的核外电子排布与Ar原子不相同的是()

    A.             S2 B.             Ca2+ C.             F D.  Cl

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下列说法正确的是()

    A. 苯不能使酸性KMnO4溶液退色,与甲烷性质相似,因此苯为饱和烃

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    C. 苯的6个碳原子和6个氢原子在同一平面内

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实验室配置氯化亚铁溶液时,为了防止其被氧化,常加入的物质是(  )

 

A.

Zn

B.

Al

C.

Fe

D.

Cu

   

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