Question

【题目】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，设计并完成了如下实验：

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)。

(4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式：___________，并设计实验方案验证该反应的产物：______。

Answer 1

【答案】)CaFe(CO3)2CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)32FeO＋CO2Fe2O3＋CO检测Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液若显红色，表明产物中有Fe(Ⅲ)；检测CO：将气体通过灼热CuO，黑色固体变红色

【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Fe2＋。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。（4）高温下FeO与CO2反应生成CO，另一种产物可能是Fe2O3。将反应后所得到的固体用稀硫酸溶解，然后用KSCN溶液检验是否含有Fe3＋，将气体产物通过热的CuO固体，根据固体变红色可确定CO2中有CO。检测Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液若显红色，表明产物中有Fe(Ⅲ)；检测CO：将气体通过灼热CuO，黑色固体变红色。