Question

某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：

另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1。

请回答如下问题：

(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图______，写出气体甲的电子式______________。

(2)X的化学式是________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________________________________________。

(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是__________________________________(用化学反应方程式表示)。

Answer 1

答案　(1)　

(2)CaFe(CO₃)₂　CaFe(CO₃)₂CaO＋FeO＋2CO₂↑

(3)4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃

解析　因X与盐酸反应生成气体甲，则X应为弱酸盐，又因X受热分解可生成气体甲和固体1，可推知固体1应为金属氧化物。因固体1中有与水反应的物质，且溶液1中通入气体甲先出现白色沉淀1后溶解，可推知固体1中含有CaO，气体甲为CO₂。根据白色沉淀2遇到空气变为红褐色沉淀，可知X中含有Fe^2＋。综上分析，X应含有FeCO₃和CaCO₃。

(1)白色沉淀1为CaCO₃，钙原子的结构示意图为；CO₂为共价化合物，C、O原子间以共价键结合，其电子式为。

(2)10.80 g X完全分解生成CO₂的质量为10.80 g－6.40 g＝4.40 g，其物质的量为0.10 mol，根据CaCO₃CaO＋CO₂↑、FeCO₃FeO＋CO₂↑可得：n(FeO)＋n(CaO)＝0.1 mol,56 g·mol^－1×n(CaO)＋72 g·mol^－1×n(FeO)＝6.40 g，解以上两式可得：n(FeO)＝n(CaO)＝0.050 mol，则X的化学式为CaFe(CO₃)₂。X在惰性气流中受热至完全分解的化学方程式为CaFe(CO₃)₂CaO＋FeO＋2CO₂↑。

(3)Fe(OH)₂被空气中的O₂氧化为Fe(OH)₃，其化学方程式为4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃。