6.某暗紫色化合物A在常溫和干燥的條件下,可以穩(wěn)定存在,但它在水溶液中不穩(wěn)定,一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,同時(shí)產(chǎn)生一種氣體單質(zhì).為探究其成分,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)取化合物A粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn).經(jīng)組成分析,該粉末僅含有O、K、Fe三種元素,另取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量的稀硫酸,向反應(yīng)后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反應(yīng).過濾,將洗滌后的沉淀充分灼燒,得到紅棕色固體粉末1.60g;將所得濾液在一定條件下蒸發(fā)可得到一種純凈的不含結(jié)晶水的鹽10.44g.
(1)化合物A的化學(xué)式為K2FeO4化合物A與H2O反應(yīng)的離子方程式為:4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-
(2)化合物A可作為一種“綠色高效多功能”水處理劑,可由FeCl3和KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)制得,其反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl?+5H2O
(3)化合物A還可以作為高容量電池材料,與MnO2-Zn電池類似,A-Zn也可以組成堿性電池,A在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,該電池總反應(yīng)的離子方程式為3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-
(4)目前,人們針對(duì)化合物A的穩(wěn)定性進(jìn)行了大量的探索,并取得了一定的進(jìn)展.下列物質(zhì)中有可能提高化合物A水溶液穩(wěn)定性的是AD
A.醋酸鈉    B.醋酸  C.Fe(NO33   D.KOH
(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,研究溫度對(duì)化合物A水溶液穩(wěn)定性的影響:取少量的樣品放入試管加水溶解,分成兩等份于兩試管中,分別放在冷水和熱水中,觀察生成紅褐色沉淀的快慢.

分析 (1)紅棕色粉末為氧化鐵,不含結(jié)晶水的鹽為硫酸鉀,根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出A中僅含有O、K、Fe三種元素的個(gè)數(shù)比,即得A的化學(xué)式;A不穩(wěn)定,生成的紅褐色沉淀為氫氧化鐵,氣體單質(zhì)只能是氧氣,據(jù)鉀守恒,產(chǎn)物還有氫氧化鉀,由此寫出方程式配平即可;
(2)三價(jià)鐵離子被次氯酸鉀氧化為高鐵酸鉀,次氯酸鉀被還原為氯化鉀,同時(shí)生成H2O,由此寫出方程式配平即可;
(3)氫氧化鐵被次氯酸鉀氧化為高鐵酸鉀,次氯酸鉀被還原為氯化鉀,同時(shí)生成H2O,由此寫出方程式配平即可;
(4)根據(jù)提給信息:在常溫和干燥的條件下,化合物A可以穩(wěn)定的存在,但它在水溶液中不穩(wěn)定等分析如何提高A水溶液穩(wěn)定性;
(5)固定其他條件,改變溫度,看析出沉淀的快慢.

解答 解:(1)3.96g化合物A含鐵:$\frac{1.6g}{160g/mol}$×2=0.02mol,含鉀:$\frac{10.44g}{174g/mol}$×2-0.08mol=0.04mol,
含氧:$\frac{3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol}{16g/mol}$=0.08mol,
鉀、鐵、氧的個(gè)數(shù)比為:0.04mol:0.02mol:0.08mol=2:1:4,故A的化學(xué)式為:K2FeO4;
高鐵酸鉀與水反應(yīng)生成氧氣和Fe(OH)3、氫氧化鉀,反應(yīng)方程式為4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+8KOH+3O2↑,離子方程式為4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-,
故答案為:K2FeO4;4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-;
(2)三價(jià)鐵離子被次氯酸鉀氧化為高鐵酸鉀,次氯酸鉀被還原為氯化鉀,同時(shí)生成H2O,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl?+5H2O;
故答案為:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl?+5H2O;
(3)原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極電極反應(yīng)式為:①FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe(OH)3+5OH-;負(fù)極電極反應(yīng)為:②Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;依據(jù)電極反應(yīng)的電子守恒,①×2+②×3合并得到電池反應(yīng)為:3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-,
故答案為:FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe(OH)3+5OH-;3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-;
(4)A.高鐵酸鉀在水溶液中不穩(wěn)定,醋酸鈉溶液顯堿性可以溫度存在,故A正確;
B.亞硫酸鈉具有還原性,會(huì)被高鐵酸鉀氧化,故B錯(cuò)誤;
C.在常溫和干燥的條件下,高鐵酸鉀可以穩(wěn)定的存在,但它在水溶液中不穩(wěn)定,故C錯(cuò)誤;
D.高鐵酸鉀在堿性條件下生成,故D正確;
故答案為:AD;
(5)固定其他條件,改變溫度,看析出沉淀的快慢,則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為取少量的樣品放入試管加水溶解,分成兩等份于兩試管中,分別放在冷水和熱水中,觀察生成紅褐色沉淀的快慢,
故答案為:取少量的樣品放入試管加水溶解,分成兩等份于兩試管中,分別放在冷水和熱水中,觀察生成紅褐色沉淀的快慢.

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練習(xí)冊(cè)系列答案
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11.是一種醫(yī)學(xué)中間體,常用來制備抗凝血藥,可通過下列路線合成:

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16.下列化學(xué)用語正確的是( 。
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