Question

【題目】某暗紫色化合物A在常溫和干燥的條件下，可以穩定存在，但它在水溶液中不穩定，一段時間后轉化為紅褐色沉淀，同時產生一種氣體單質．為探究其成分，某化學興趣小組的同學取化合物A粉末進行實驗．經組成分析，該粉末僅含有O、K、Fe三種元素，另取3.96g化合物A的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，向反應后的溶液中加入含有0.08mol　KOH的溶液，恰好完全反應．過濾，將洗滌后的沉淀充分灼燒，得到紅棕色固體粉末1.60g；將所得濾液在一定條件下蒸發可得到一種純凈的不含結晶水的鹽10.44g．
（1）化合物A的化學式為化合物A與H2O反應的離子方程式為： ．
（2）化合物A可作為一種“綠色高效多功能”水處理劑，可由FeCl3和KClO在強堿性條件下反應制得，其反應的離子方程式為
（3）化合物A還可以作為高容量電池材料，與MnO2﹣Zn電池類似，A﹣Zn也可以組成堿性電池，A在電池中作為正極材料，其電極反應式為 ， 該電池總反應的離子方程式為 ．
（4）目前，人們針對化合物A的穩定性進行了大量的探索，并取得了一定的進展．下列物質中有可能提高化合物A水溶液穩定性的是
A.醋酸鈉
B.醋酸
C.Fe（NO3）3
D.KOH
（5）請設計一個實驗方案，研究溫度對化合物A水溶液穩定性的影響： ．

Answer 1

【答案】
（1）K2FeO4；4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH﹣
（2）2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl?+5H2O
（3）FeO42﹣+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH﹣；3Zn+2FeO42﹣+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH﹣
（4）AD
（5）取少量的樣品放入試管加水溶解，分成兩等份于兩試管中，分別放在冷水和熱水中，觀察生成紅褐色沉淀的快慢
【解析】解：（1）3.96g化合物A含鐵： ×2=0.02mol，含鉀： ×2﹣0.08mol=0.04mol， 含氧： =0.08mol，鉀、鐵、氧的個數比為：0.04mol：0.02mol：0.08mol=2：1：4，故A的化學式為：K2FeO4；高鐵酸鉀與水反應生成氧氣和Fe（OH）3、氫氧化鉀，反應方程式為4K2FeO4+10H2O=4Fe（OH）3+8KOH+3O2↑，離子方程式為4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH﹣ ，
所以答案是：K2FeO4；4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH﹣；（2）三價鐵離子被次氯酸鉀氧化為高鐵酸鉀，次氯酸鉀被還原為氯化鉀，同時生成H2O，反應的離子方程式為2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl+5H2O；所以答案是：2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl+5H2O； （3）原電池的負極發生氧化反應，正極電極反應式為：①FeO42﹣+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH﹣；負極電極反應為：②Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2；依據電極反應的電子守恒，①×2+②×3合并得到電池反應為：3Zn+2FeO42﹣+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH﹣ ， 所以答案是：FeO42﹣+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH﹣；3Zn+2FeO42﹣+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH﹣；（4）A．高鐵酸鉀在水溶液中不穩定，醋酸鈉溶液顯堿性可以溫度存在，故A正確；B．亞硫酸鈉具有還原性，會被高鐵酸鉀氧化，故B錯誤；C．在常溫和干燥的條件下，高鐵酸鉀可以穩定的存在，但它在水溶液中不穩定，故C錯誤；D．高鐵酸鉀在堿性條件下生成，故D正確；所以答案是：AD；（5）固定其他條件，改變溫度，看析出沉淀的快慢，則設計實驗為取少量的樣品放入試管加水溶解，分成兩等份于兩試管中，分別放在冷水和熱水中，觀察生成紅褐色沉淀的快慢，所以答案是：取少量的樣品放入試管加水溶解，分成兩等份于兩試管中，分別放在冷水和熱水中，觀察生成紅褐色沉淀的快慢．