题目内容

【题目】为探究某难溶性盐X(仅含三种常见元素)的组成,设计并完成以下实验(流程中部分物质已略去):

已知:气体A和气体B所含元素相同,都是无色无味气体,固体C为纯净物且具有磁性,单质D是目前建筑行业应用最广泛的金属。根据上述信息,回答下列问题:

(1)盐X的化学式为________________。

(2)无水条件下,少量NaH就能与固体C反应并放出大量的热,写出该反应的化学方程式___________________。

(3)将产生的气体A全部被100 mL 0.35 mol·L-1氢氧化钠溶液充分吸收,反应的总离子方程式为____________________。

【答案】FeC2O4 Fe3O4+4NaH =3Fe +4NaOH 4CO2+7OH—=3CO32—+HCO3—+3H2O

【解析】

固体C为纯净物且具有磁性,单质D是目前建筑行业应用最广泛的金属,且D和NaH反应得到D,则D为Fe,C为Fe3O4;气体A和气体B所含元素相同,都是无色无味气体,且将这两种气体通入到足量的Ba(OH)2溶液中,产生白色沉淀,B不反应,则A为CO2,B为CO;D的质量为1.68g,则4.32g X含Fe的物质的量为0.03mol,受热分解产生0.01mol Fe3O4;白色沉淀BaCO3的质量为3.94g,则根据碳元素守恒可以得知,n(CO2)==0.02mol;X受热分解产生的CO、CO2的体积为1.344L(标况),则n(CO)+n(CO2)==0.06mol,故n(CO)=0.04mol;综上所述,4.32g X经隔绝空气加热分解产生0.01mol Fe3O4、0.02mol CO2、0.04mol CO,则4.32g X含0.03mol Fe、0.06mol C、0.12mol O,故X的化学式为FeC2O4。

(1)经分析,X的化学式为FeC2O4;

(2)根据题中的信息,可以推出该反应的化学方程式为:Fe3O4+4NaH=3Fe+4NaOH;

(3)经分析,气体A(CO2)的物质的量为0.02mol,n(NaOH)=0.1L× 0.35mol·L-1=0.035mol,

则CO2过量,即该过程涉及两个化学反应:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3,从量上0.035nol NaOH和0.0175mol CO2反应生成0.0175mol Na2CO3,接着剩余的0.0025mol CO2消耗0.0025mol Na2CO3生成0.005mol NaHCO3,Na2CO3还剩0.015mol,所以0.02mol CO2和0.035mol NaOH反应生成了0.015mol Na2CO3、0.005mol NaHCO3,故该反应的化学方程式为:4CO2+7NaOH=3Na2CO3+NaHCO3+3H2O,离子方程式为:4CO2+7OH-=3CO32-+HCO3-+3H2O。

练习册系列答案
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【题目】实验室以次氯酸盐和铁盐为原料制备少量K2FeO4的操作步骤如下:

Ⅰ.制备NaClO强碱性饱和溶液:

①将20 mL NaOH溶液加入仪器b中,冷水浴冷却,通入Cl2,搅拌,直至溶液变为黄绿色且有少量白色晶体析出为止(装置如下图所示)。

②将所得饱和NaClO倒入烧杯并置于冷水浴中,分几次加入20 g NaOH固体并不断搅拌,过滤,得NaClO强碱性饱和溶液。

(1)甲装置中a管的作用是_____________________________________________。

(2)写出甲装置中反应的化学方程式_____________________________________。

(3)石灰乳的作用是___________________________________________________。

(4)反应过程中用冷水浴冷却的原因是___________________________________。

Ⅱ.合成K2FeO4:

①称取5.05 g Fe(NO3)3·9H2O(相对分子质量为404)固体,在冷水浴中分批加入Ⅰ中所得滤液,并不断搅拌,反应1小时后溶液呈深紫红色(即Na2FeO4)。

②离心分离除去Na2FeO4水解得到的Fe(OH)3胶体,留上层清液(深紫红色)。

③向②的上层清液中缓慢加入KOH饱和溶液50.00mL,冰水浴保持5 min,过滤,得K2FeO4(相对分子质量为198)粗产品。

④将粗产品重结晶,并用异丙醇洗涤,低温烘干,得纯产品2.13 g。

(5)合成Na2FeO4的离子方程式为____________________________________。

(6)过程③加入饱和KOH溶液即可得到K2FeO4粗产品,原因是__________。

(7)用异丙醇洗涤的目的是__________________________________________。

(8)K2FeO4的产率为___________(保留至0.1%)。

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