Question

18．某含氧物质X仅含三种元素，在198℃以下比较稳定，温度高时易分解．，某研究小组设计并完成如下实验：

试回答如下问题：
（1）X的化学式为K₂FeO₄，写出X与H₂O反应的离子方程式4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-
（2）工业上由红棕色固体2可以制备其单质，写出化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe．
（3）保存X时应注意避免吸潮和受热．

Answer 1

分析 根据题中各物质转化关系，X与水反应生成溶液Ⅰ焰色反应为紫色，则X中含钾元素，溶液2应为氯化钾溶液，X与水反应生成胶体，沉淀后灼烧得红棕色固体2，则红棕色固体2为氧化铁，胶体为氢氧化铁，所以X中含有铁元素，某含氧物质X仅含三种元素，所以X由Fe、K、O组成，由于固体1为氯化钾，质量为2.98g，则其中钾元素的物质的量为0.04mol，固体2为氧化铁，质量为1.60g，则铁元素的物质的量为0.02mol，所以X中氧元素的物质的量为：$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物质的量之比为0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化学式为K₂FeO₄，根据氧化还原反应中电子得失守恒可知，X与水反应生成的无色气体为氧气，以此解答该题．

解答 解：根据题中各物质转化关系，X与水反应生成溶液Ⅰ焰色反应为紫色，则X中含钾元素，溶液2应为氯化钾溶液，X与水反应生成胶体，沉淀后灼烧得红棕色固体2，则红棕色固体2为氧化铁，胶体为氢氧化铁，所以X中含有铁元素，某含氧物质X仅含三种元素，所以X由Fe、K、O组成，由于固体1为氯化钾，质量为2.98g，则其中钾元素的物质的量为0.04mol，固体2为氧化铁，质量为1.60g，则铁元素的物质的量为0.02mol，所以X中氧元素的物质的量为$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物质的量之比为0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化学式为K₂FeO₄，根据氧化还原反应中电子得失守恒可知，X与水反应生成的无色气体为氧气，
（1）根据上面的分析可知，X的化学式为K₂FeO₄，X与H₂O反应的离子方程式为：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-，
故答案为：K₂FeO₄；4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-；
（2）工业上由氧化铁制备铁的化学方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe，故答案为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe； 
（3）由于K₂FeO₄与水会反应，所以保存K₂FeO₄时应注意避免吸潮和受热，故答案为：避免吸潮和受热．

点评 本题考查了常见金属单质及其化合物的综合应用，题目难度中等，涉及无机推断、物质的分离与提纯方法的综合应用、化学方程式的书写等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力．