Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是新型、高效的水處理劑，198℃以下時(shí)能穩(wěn)定存在，但受熱易分解，遇水將變質(zhì)．小兵采用下述操作：
①選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置，并檢驗(yàn)裝置的氣密性；
②取一定量樣品，稱其質(zhì)量；
③將上述樣品放置在反應(yīng)體系中；
④收集并量取氣體的體積，通過測(cè)定高鐵酸鉀的純度來判斷其是否變質(zhì)．
請(qǐng)你幫助小兵完成實(shí)驗(yàn)：

（1）K₂FeO₄中，F(xiàn)e元素的化合價(jià)為

 

．
（2）完成K₂FeO₄受熱分解及遇水變質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式：
①

 

K₂FeO₄

△

 

Fe₂O₃+

 

K₂O+

 

O₂↑
②4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）₃+

 

+3O₂
（3）你將根據(jù)高鐵酸鉀

 

（填“受熱分解“或“與水反應(yīng)“）的性質(zhì)選用

 

（填“A“或“B“）的發(fā)生裝置．
（4）為收集并量取該反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積，發(fā)生裝置導(dǎo)出的氣體應(yīng)該從C裝置中

 

（填“左“或“右“）端口進(jìn)，從另一端口出．
（5）若樣品的質(zhì)量為10g，常溫常壓下收集到0.672L的氣體（該條件下氣體的密度為1.429g/L）
①求樣品中的高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②若沒冷卻到常溫就對(duì)量筒讀數(shù)，則測(cè)得的高鐵酸鉀質(zhì)量分量

 

（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

考點(diǎn)：藥品是否變質(zhì)的探究,量氣裝置,有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算,化學(xué)方程式的配平,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)化合物的化合價(jià)代數(shù)和為零進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律中的原子守恒進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)圖中反應(yīng)裝置中需要的反應(yīng)條件進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)氧氣難溶于水，氧氣的密度比水的密度小進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)題中的數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)方程式進(jìn)行分析．

解答：解：（1）在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，
設(shè)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價(jià)為x，
（+1）×2+x+（-2）×4=0，
x=+6，
所以K₂FeO₄中，F(xiàn)e元素的化合價(jià)為：+6；
（2）在化學(xué)反應(yīng)前后，原子個(gè)數(shù)不變，所以，
①4K₂FeO₄

△   .

2Fe₂O₃+4K₂O+3O₂↑，
②4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）₃+8KOH+3O₂↑；
（3）甲圖中的酒精燈可以加熱，所以根據(jù)高鐵酸鉀受熱分解的性質(zhì)選用A的發(fā)生裝置；
（4）氧氣難溶于水，氧氣的密度比水的密度小，所以發(fā)生裝置導(dǎo)出的氣體應(yīng)該從C裝置中左端口進(jìn)，從另一端口出；
（5）收集到的氧氣的質(zhì)量為：0.672L×1.429g/L=0.96g，
設(shè)樣品中的純高鐵酸鉀的質(zhì)量為y，
4K₂FeO₄

△   .

2Fe₂O₃+4K₂O+3O₂↑
  792                 96
   y                 0.96g
 

792

y

=

96

0.96g

   y=7.92g
所以樣品中的高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7.92

10

×100%=79.2%，
沒冷卻到常溫，氣體處于膨脹狀態(tài)，所以測(cè)出的氧氣體積偏大，導(dǎo)致測(cè)得的高鐵酸鉀質(zhì)量分量偏大．
故答案為：（1）+6；
（2）①4K₂FeO₄

△   .

2Fe₂O₃+4K₂O+3O₂↑，
②4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）₃+8KOH+3O₂↑；
（3）受熱分解，A；
（4）左；
（5）79.2%，偏大．

點(diǎn)評(píng)：在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的知識(shí)點(diǎn)，然后結(jié)合題中所給的信息和學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行解答．