Question

【題目】某研究小組為了探究一種無機礦物質X(僅含四種元素)的組成和性質，設計并完成如下實驗：

另取10.80gX在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40g固體1.請回答如下問題：

（1）畫出白色沉淀1中金屬元素的原子結構示意圖_______，寫出氣體甲的電子式_______。

（2）X的化學式是______，在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學反應方程式為_______。

（3）白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是_______(用化學反應方程式表示)。

（4）一定條件下，氣體甲魚固體1中的某種成分可能發(fā)生氧化還原反應，寫出一個可能的化學反應方程式_______，并設計實驗方案驗證該反應的產物_______。

Answer 1

【答案】 CaFeC2O6(或CaCO3·FeCO3) CaCO3·FeCO3△CaO+FeO+2CO2↑ 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 2FeO+CO2△Fe2O3+CO 檢驗Fe2O3：將固體加入鹽酸溶解，再滴入KSCN溶液，溶液呈血紅色；檢驗CO：將氣體產物通過灼燒CuO，黑色固體變?yōu)榧t色

【解析】

由白色沉淀在空氣中可轉化為紅褐色沉淀知X中含有鐵元素，由X與鹽酸反應生成氣體甲，一般與鹽酸反應產生氣體的物質中含有CO32-或HCO3-，甲又能與溶液1反應生色沉淀且該白色沉淀又可在水中繼續(xù)與甲反應，故甲是CO2。由實驗過程知X中含有＋2價的鐵，X中含有4種元素，若X中含有HCO3-和Fe，則X分解的產物有3種，與題意不符，所以應含有CO32-，另一種金屬可能是＋2價的鈣，根據(jù)化合價寫出X的化學式為CaFe(CO3)2，X分解得到CO2、CaO、FeO。固體1是CaO、FeO的混合物，溶于水后得氫氧化鈣溶液和固體2為FeO，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀，所以沉淀1是碳酸鈣；FeO與鹽酸反應生成氯化亞鐵，無氧條件下與氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵沉淀，空氣中轉化為氫氧化鐵。據(jù)此分析解答。

（1）根據(jù)以上分析，白色沉淀1的金屬原子是Ca，其原子結構示意圖為，CO2的電子式為；

（2）X為CaFeC2O6(或CaCO3·FeCO3)，X分解得到CO2、CaO、FeO，化學反應方程式為CaCO3·FeCO3△CaO+FeO+2CO2↑；

（3）白色沉淀2是Fe(OH)2，紅褐色沉淀是Fe(OH)3，變色的原因是4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3；

（4）固體1是CaO和FeO的混合物，由于鐵元素處于中間價態(tài)，可以升高也可以降低，CO2中碳元素處于最高價態(tài)，只能降低，因此可能的化學反應方程式為2FeO+CO2△Fe2O3+CO。驗證該反應的產物：將固體粉末溶于稀鹽酸，滴入KSCN溶液若顯紅色，則可證明產物中有Fe3+；將氣體產物通入灼燒的氧化銅固體中，固體變紅色，且反應后氣體通入澄清石灰水溶液變渾濁，則證明氣體產物是CO。