题目内容

12．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Na（填化学式）．
（2）①该化合物W的化学式为NaFeO2．
②该化合物W与适量稀硫酸反应的化学方程式2NaFeO2+4H2SO4=Na2SO4+Fe2（SO4）3+4H2O．
（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/℃240250260270
平衡总压强/kp5.78.312.017.1
平衡总浓度/mol•L-12.4×10-33.4×10-34.8×10-36.8×10-3
由表中数据，列式计算250℃时CoC2O4分解平衡常数2.89×10-6． 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

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，n（NaOH）=$\frac{3.20g}{40g/mol}$=0.08mol，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为Fe2O3，物质的量n（Fe2O3）=$\frac{1.60g}{160g/mol}$=0.01mol，n（Fe）=0.02mol，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，判断只能是Na2SO4，物质的量n（Na2SO4）=$\frac{7.10g}{142g/mol}$=0.05mol，n（Na）=0.05mol×2-0.08=0.02mol，多余的钠元素来源于含铁化合物W，说明另一种元素为Na，n（Na）：n（Fe）：n（O）=0.02：0.02：$\frac{2.22g-0.02mol×23g/mol-0.02mol×56g/mol}{16g/mol}$=1；1；2，则W化学式为NaFeO2，
（1）分析可知另一种元素为Na；
（2）①该化合物W的化学式为NaFeO2；
②化合物W与适量稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸钠和水；
（3）先根据反应CoC2O4（S）?CoO（S）+CO（g）+CO2（g），可知平衡时容器内气体的浓度之比为1：1，由总浓度求出CO（g）+CO2（g）的平衡浓度，最后代入平衡常数的表达式来计算，根据温度变化对气体总压强的影响判断反应热情况；
（4）温度加热至350℃，CO2的体积分数开始发生变化，随温度升高平衡正向进行，二氧化碳和一氧化碳总量不变，二氧化碳体积分数增大，则一氧化碳体积分数减小；

解答 解：（1）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，n（NaOH）=$\frac{3.20g}{40g/mol}$=0.08mol，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为Fe2O3，物质的量n（Fe2O3）=$\frac{1.60g}{160g/mol}$=0.01mol，n（Fe）=0.02mol，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，判断只能是Na2SO4，物质的量n（Na2SO4）=$\frac{7.10g}{142g/mol}$=0.05mol，n（Na）=0.05mol×2-0.08=0.02mol，多余的钠元素来源于含铁化合物W，说明另一种元素为Na，
故答案为：Na；
（2）①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，n（NaOH）=$\frac{3.20g}{40g/mol}$=0.08mol，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为Fe2O3，物质的量n（Fe2O3）=$\frac{1.60g}{160g/mol}$=0.01mol，n（Fe）=0.02mol，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，判断只能是Na2SO4，物质的量n（Na2SO4）=$\frac{7.10g}{142g/mol}$=0.05mol，n（Na）=0.05mol×2-0.08=0.02mol，多余的钠元素来源于含铁化合物W，说明另一种元素为Na，n（Na）：n（Fe）：n（O）=0.02：0.02：$\frac{2.22g-0.02mol×23g/mol-0.02mol×56g/mol}{16g/mol}$=1；1；2，则W化学式为NaFeO2，
故答案为：NaFeO2；
②化合物W与适量稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸钠和水，与硫酸反应的化学方程式为：2NaFeO2+4H2SO4=Na2SO4+Fe2（SO4）3+4H2O，
故答案为：2NaFeO2+4H2SO4=Na2SO4+Fe2（SO4）3+4H2O；
（3）先根据反应CoC2O4（S）?CoO（S）+CO（g）+CO2（g），可知平衡时容器内气体的浓度之比为1：1，由总浓度为3.4×10-3 ，求出CO（g）、CO2（g）的平衡浓度为1.7×10-3mol/L，最后代入平衡常数的表达式来计算K=c（CO）c（CO2）=1.7×10-3mol/L×1.7×10-3mol/L=2.89×10-6，根据温度变化对气体总压强的影响判断反应热情况，随温度升高气体压强增大，结合化学反应可知升温平衡正向进行，正反应为吸热反应，反应焓变△H＞0，
故答案为：2.89×10-6；＞；
（4）温度加热至350℃，CO2的体积分数开始发生变化，随温度升高平衡正向进行，二氧化碳和一氧化碳总量不变，二氧化碳体积分数增大，则一氧化碳体积分数减小，图象变化为见右图 ，
故答案为：；

点评 本题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，题目较难，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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检查装置气密性后，先将C处铂丝网加热至红热，再将A处产生的气体通过B片刻后，撤去C处酒精灯．部分实验现象如下：铂丝继续保持红热，F处铜片逐渐溶解．
（1）实验室制取A中气体时，若只用一种试剂，则该试剂是a（填代表备选试剂的字母）；F中的现象是铜片溶解，溶液变为蓝色．
（2）A中产生的物质被B中Na2O2充分吸收，写出任意一个B中发生反应的化学方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑．
（3）请在图2中画出C中反应发生过程中的能量变化示意图，并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式．
（4）待实验结束后，将B中固体混合物溶于500mL 1mol•L-1的盐酸中，产生无色混合气体甲，溶液呈中性，则实验前B中原有Na2O2的物质的量是0.25mol，气体甲在标准状况下是2.8L（忽略气体溶解）．
1．写出下列反应的化学方程式
①向饱和苯酚钠溶液中，不断通入足量二氧化碳气体C6H5ONa+CO2+H2OC6H5OH+NaHCO3；
②乙醛与银氨溶液反应CH3CHO+2Ag（NH3）2OH$\stackrel{△}{→}$CH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3．
2．设NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，0.2NA个NH3分子的质量为3.4g
B．2.7g金属铝所含电子数目为0.3NA
C．7.1 g Cl2变为氯离子时，得到的电子数一定为0.1NA
D．1L 0.2mol/L硫酸铁溶液中含有的SO42-离子数目为0.2NA

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