Question

【题目】【加试题】铁在工业和生活中都具有非常重要的应用。某含铁化合物W，为探究其成分，化学兴趣小组的同学取化合物W粉末进行试验。经组成分析，该粉末除Fe外还有O和另一未知元素共三种元素。另取2．22g化合物W的粉末溶于适量稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有3．20gNaOH的溶液，恰好完全反应。过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色粉末1．60g；将所得滤液在一定条件下蒸发灼烧可得到一种纯净的不含结晶水的盐7．10g。请回答：

（1）则另一未知元素为________（填化学式）。

（2）①该化合物W的化学式为________________。

②该化合物W与适量稀硫酸反应的化学方程式___________________。

（3）草酸钴是广泛应用于磁性材料、电池材料、及超硬材料等领域。某研究小组在实验室探究CoC2O4分解反应的平衡常数。将一定量纯净的CoC2O4粉末置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解的平衡：

CoC2O4（S）CoO（S）+CO（g）+CO2（g）

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	240	250	260	270
平衡总压强/kp	5．7	8．3	12．0	17．1
平衡总浓度/mol·L-1	2．4×10-3	3．4×10-3	4．8×10-3	6．8×10-3

由表中数据，列式计算250℃时CoC2O4分解平衡常数 。 该反应的焓变△H 0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（4）温度加热至350℃，CO2的体积分数开始发生变化，体积分数和温度的关系如下：试画出CO的体积分数随温度升高的曲线

Answer 1

【答案】（1）Na （2）NaFeO2 ；2NaFeO2+4H2SO4=Na2SO4+Fe2(SO4)3+4H2O

（3） 2．89×10—6 > （4）见右图

【解析】

试题分析：另取2．22g化合物W的粉末溶于适量稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有3．20gNaOH的溶液，恰好完全反应。过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色粉末1．60g，这说明氧化铁是1．60g，物质的量是0．01mol；将所得滤液在一定条件下蒸发灼烧可得到一种纯净的不含结晶水的盐7．10g，由于加入氢氧化钠，这说明原化合物中含有钠元素，因此7．10g物质是硫酸钠，物质的量是7．10g÷142g/mol＝0．05mol。加入的氢氧化钠是3．20g÷40g/mol＝0．08mol，因此原化合物中钠离子的物质的量是0．05mol×2－0．08mol＝0．02mol。氧元素的物质的量是

＝0．04mol。

（1）根据以上分析可知则另一未知元素为Na。

（2）①该化合物W中Na、O、Fe的原子个数之比为0．02：0．04：0．02＝1：2：1，其化学式为NaFeO2。

②该化合物W与适量稀硫酸反应的化学方程式为2NaFeO2+4H2SO4＝Na2SO4+Fe2(SO4)3+4H2O。

（3）根据方程式可知生成物CO和二氧化碳的物质的量相等，则250℃时二者的浓度均是3．4×10-3mol/L÷2＝1．7×10-3mol/L，所以该温度下的平衡常数K＝c(C0)·c(CO2)＝2．89×10—6；根据表中数据可知升高温度压强增大，说明升高温度平衡向正反应方向进行，因此正反应是吸热反应，则△H＜；

（4）350℃以后二氧化碳的体积分数升高，这说明CO开始与CoO发生反应生成Co和二氧化碳，所以CO的体积分数降低。图像为（见答案）。