Question

10．为探究含结晶水的化合物X（含四种元素，摩尔质量为180g•mol^-1）的组成和性质，某兴趣小组设计并完成如下实验：

请回答：
（1）黑色固体Y的化学式为FeO，气体C的电子式为．
（2）晶体X隔绝空气受热分解的化学方程式为FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O↑．

Answer 1

分析 27.0gX隔绝空气加热分解生成H2O、黑色固体Y质量10.8g，加入盐酸溶解得到溶液中加入KSCN溶液无变化说明无铁离子，通入氯气溶液变红色说明元溶液含亚铁离子，则黑色固体为亚铁离子的化合物，分解得到的混合溶液通入足量澄清石灰生成白色沉淀A为碳酸钙，足量为15.0g，分解生成的二氧化碳物质的量为等于碳酸钙物质的量，物质的量n（CaCO₃）=n（CO₂）=$\frac{15.0g}{100g/mol}$=0.15mol，气体B通过足量CuO加热反应生成气体C，通过足量澄清石灰水生成白色沉淀A为碳酸钙，则混合气体中一氧化碳物质的量等于生成的碳酸钙物质的量，物质的量n（CaCO₃）=n（CO）=$\frac{15.0g}{100g/mol}$=0.15mol，结晶水的化合物X（含四种元素，摩尔质量为180g•mol^-1）其物质的量=$\frac{27g}{180g/mol}$=0.15mol，四种元素组成判断黑色固体Y为FeO，物质的量n（FeO）=$\frac{10.8g}{72g/mol}$=0.15mol，结晶水合物中含结晶水物质的量n（H₂O）=$\frac{27.0g-10.8g-0.15mol×（28+44）g/mol}{18g/mol}$=0.3mol，1mol结晶水合物中含铁元素1mol碳元素2mol，结晶水物质的量2mol，设化学式为FeC₂O_x•2H₂O，摩尔质量为180g•mol^-1 ，计算得到x=4，得到化学式为：FeC₂O₄•2H₂O，
（1）分析可知黑色固体Y为氧化亚铁，CO₂是共价化合物，碳原子和氧原子之间有2对共用电子对，据此书写即可；
（2）计算分析得到产物物质的量和结晶水合物物质的量写出化学方程式；

解答 解：27.0gX隔绝空气加热分解生成H2O、黑色固体Y质量10.8g，加入盐酸溶解得到溶液中加入KSCN溶液无变化说明无铁离子，通入氯气溶液变红色说明元溶液含亚铁离子，则黑色固体为亚铁离子的化合物，分解得到的混合溶液通入足量澄清石灰生成白色沉淀A为碳酸钙，足量为15.0g，分解生成的二氧化碳物质的量为等于碳酸钙物质的量，物质的量n（CaCO₃）=n（CO₂）=$\frac{15.0g}{100g/mol}$=0.15mol，气体B通过足量CuO加热反应生成气体C，通过足量澄清石灰水生成白色沉淀A为碳酸钙，则混合气体中一氧化碳物质的量等于生成的碳酸钙物质的量，物质的量n（CaCO₃）=n（CO）=$\frac{15.0g}{100g/mol}$=0.15mol，结晶水的化合物X（含四种元素，摩尔质量为180g•mol^-1）其物质的量=$\frac{27g}{180g/mol}$=0.15mol，四种元素组成判断黑色固体Y为FeO，物质的量n（FeO）=$\frac{10.8g}{72g/mol}$=0.15mol，结晶水合物中含结晶水物质的量n（H₂O）=$\frac{27.0g-10.8g-0.15mol×（28+44）g/mol}{18g/mol}$=0.3mol，1mol结晶水合物中含铁元素1mol碳元素2mol，结晶水物质的量2mol，设化学式为FeC₂O_x•2H₂O，摩尔质量为180g•mol^-1 ，计算得到x=4，得到化学式为：FeC₂O₄•2H₂O，
（1）分析可知黑色固体Y为FeO，CO₂是共价化合物，碳原子和氧原子之间有2对共用电子对，其电子式为，
故答案为：FeO；；
（2）分析可知1molFeC₂O₄•2H₂O受热分解生成1molFeO、1molCO₂、1molCO、2molH₂O，化学方程式为：FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O↑，
故答案为：FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑+2H₂O↑．

点评 本题综合考查无机物的推断，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算和实验能力的考查，注意把握物质的性质以及反应现象，结合质量守恒推断物质的组成，难度中等．