Question

某研究小組為了探究一種無機(jī)礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)：

另取10.80 g X在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40 g固體1。

請(qǐng)回答如下問題：

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

(2)X的化學(xué)式是________，在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)方程式表示)。

(4)一定條件下，氣體甲與固體1中的某種成分可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，寫出一個(gè)可能的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證該反應(yīng)的產(chǎn)物____________________。

Answer 1

解析：因X與鹽酸反應(yīng)生成氣體甲，則X應(yīng)為弱酸鹽，又因X受熱分解可生成氣體甲和固體1，可推知固體1應(yīng)為金屬氧化物。因固體1中有與水反應(yīng)的物質(zhì)，且溶液1中通入氣體甲先出現(xiàn)白色沉淀1后溶解，可推知固體1中含有CaO，氣體甲為CO2。根據(jù)白色沉淀2遇到空氣變?yōu)榧t褐色沉淀，可知X中含有Fe2＋。綜上分析，X應(yīng)含有FeCO3和CaCO3。

(1)白色沉淀1為CaCO3，鈣原子的結(jié)構(gòu)示意圖為；CO2為共價(jià)化合物，C、O原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，其電子式為：。

(2)10.80 g X完全分解生成CO2的質(zhì)量為10.80 g－6.40 g＝4.40 g，其物質(zhì)的量為0.10 mol，根據(jù)CaCO3CaO＋CO2↑、FeCO3FeO＋CO2可得：n(FeO)＋n(CaO)＝0.1 mol,56 g·mol－1×n(CaO)＋72 g·mol－1×n(FeO)＝6.40 g，解以上兩式可得：n(FeO)＝n(CaO)＝0.050 mol，則X的化學(xué)式為CaFe(CO3)2。X在惰性氣流中受熱至完全分解的化學(xué)方程式為

CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑。

(3)Fe(OH)2被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，其化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

(4)CO2具有氧化性，而FeO具有還原性，兩者可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可能的化學(xué)方程式為CO2＋2FeOFe2O3＋CO。

根據(jù)Fe3＋與KSCN溶液的特征反應(yīng)檢驗(yàn)產(chǎn)物中的Fe2O3；利用CO的還原性檢驗(yàn)產(chǎn)物中的CO。

答案：(1)　

(2)CaFe(CO3)2　CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑

(3)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

(4)2FeO＋CO2Fe2O3＋CO

檢測(cè)Fe2O3：將固體用稀鹽酸溶解，加入KSCN溶液若顯紅色，表明產(chǎn)物中有Fe(Ⅲ)

檢測(cè)CO：將氣體通過灼熱CuO，黑色固體變?yōu)榧t色

點(diǎn)撥：知識(shí)：元素化合物的性質(zhì)[CaCO3、FeCO3的分解反應(yīng)，F(xiàn)e(OH)2與O2的反應(yīng)，Ca(OH)2與CO2的反應(yīng)]、氧化還原反應(yīng)、原子結(jié)構(gòu)示意圖和電子式。能力：綜合應(yīng)用所學(xué)元素化合物知識(shí)推斷物質(zhì)的能力；書寫原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子式和化學(xué)方程式的能力；設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案的能力。試題難度：中等。