Question

15．某科研所成功利用染化廠的廢料鐵泥（主要成分是Fe₂O₃、FeO和鐵）制備可用于隱形飛機涂層的納米四氧化三鐵．
（1）在物質(zhì)分類中，四氧化三鐵屬于氧化物（填寫物質(zhì)類別）．在Fe₂O₃、FeO和Fe₃O₄三種物質(zhì)中，鐵元素的質(zhì)量分數(shù)最高的是FeO．
（2）制備過程中要用到雙氧水（過氧化氫溶液），其中雙氧水的用量、調(diào)節(jié)的pH、反應(yīng)時間是三個關(guān)鍵條件，研究時需要進行七組實驗．若實驗序號1是該制備過程的理論最佳制備條件，請在下表中填入實驗序號為5、6、7的三組實驗條件（與1-5組實驗條件不同）．

實驗序號	雙氧水（mL）	pH	反應(yīng)時間（h）
1	0.6	10	3
2	0.5	10	3
3	0.7	10	3
4	0.6	11	3
5
6
7

（3）調(diào)節(jié)溶液的pH可用碳酸鈉或碳酸氫鈉．
查閱資料可知：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，此反應(yīng)的基本類型是分解反應(yīng)，此反應(yīng)證明NaHCO₃的熱穩(wěn)定性小于Na₂CO₃（填“大于”或“小于”）．請你根據(jù)以上性質(zhì)設(shè)計實驗方案鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃固體．分別取兩種適量固體于兩試管中，分別加熱，并將可能生成的氣體通入澄清石灰水中，如有白色沉淀生成，則該試管中是NaHCO₃．．試寫出實驗方案中另一個化學反應(yīng)方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)四氧化三鐵是由鐵元素和氧元素組成的，以及這三種物質(zhì)都是由鐵元素和氧元素組成的，所以我們可以通過原子個數(shù)比來解決這道題；
（2）根據(jù)表格中雙氧水的濃度必須是0.6，pH=10，反應(yīng)時間=3，通過分析題意可知，該實驗是單一控制變量的實驗，而雙氧水的濃度在實驗1、2、3中研究了，因此，只要研究pH值和反應(yīng)時間即可；
（3）根據(jù)反應(yīng)基本類型滿足的條件，以及碳酸氫鈉的性質(zhì)進行分析．

解答 解：（1）四氧化三鐵是由鐵元素和氧元素組成的，屬于氧化物，
FeO中鐵原子和氧原子的個數(shù)比為：Fe：O═1：1
Fe₂O₃中鐵原子和氧原子的個數(shù)比為：Fe：O═2：3
Fe₃O₄中鐵原子和氧原子的個數(shù)比為：Fe：O═3：4
原子個數(shù)比值最高的其中含鐵元素的質(zhì)量分數(shù)也就是最高的，故為：FeO；
（2）觀察表格發(fā)現(xiàn)，實驗1、2和3保持pH值和反應(yīng)時間不變，改變濃度，因此是研究雙氧水濃度對實驗的影響，實驗1和4對比保持雙氧水濃度和反應(yīng)時間不變，改變pH，是研究pH對實驗的影響，還需要一個改變pH的實驗5，因此實驗5設(shè)置的條件為雙氧水的濃度0.6，pH=9（＜10即可），反應(yīng)時間=3，即1、4和5研究pH對實驗的影響，那么1、6和7應(yīng)該是研究反應(yīng)時間對實驗的影響，6和7的雙氧水濃度和pH保持和實驗1相同，設(shè)置反應(yīng)時間分別是大于、小于3各一個，實驗條件補充如下：

5	0.6	9（＜10即可）	3
6	0.6	10	4（＞3即可）
7	0.6	10	2（＜3即可）

（3）碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳，滿足分解反應(yīng)一變多的條件，屬于分解反應(yīng)，此反應(yīng)證明NaHCO₃的熱穩(wěn)定性小于Na₂CO₃，設(shè)計實驗鑒別Na₂CO₃ 和 NaHCO₃固體的方案是：分別取兩種適量固體于兩試管中，分別加熱，并將可能生成的氣體通入澄清石灰水中，如有白色沉淀生成，則該試管中是NaHCO₃；二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故答案為：（1）氧化物，F(xiàn)eO；
（2）

5	0.6	9（＜10即可）	3
6	0.6	10	4（＞3即可）
7	0.6	10	2（＜3即可）

（3）分解反應(yīng)，小于； 
實驗方案：分別取兩種適量固體于兩試管中，分別加熱，并將可能生成的氣體通入澄清石灰水中，如有白色沉淀生成，則該試管中是NaHCO₃；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學過的知識和題中所給的知識進行解答．