Question

【題目】【加試題】鐵在工業(yè)和生活中都具有非常重要的應(yīng)用。某含鐵化合物W，為探究其成分，化學(xué)興趣小組的同學(xué)取化合物W粉末進行試驗。經(jīng)組成分析，該粉末除Fe外還有O和另一未知元素共三種元素。另取2．22g化合物W的粉末溶于適量稀硫酸，向反應(yīng)后的溶液中加入含有3．20gNaOH的溶液，恰好完全反應(yīng)。過濾，將洗滌后的沉淀充分灼燒，得到紅棕色粉末1．60g；將所得濾液在一定條件下蒸發(fā)灼燒可得到一種純凈的不含結(jié)晶水的鹽7．10g。請回答：

（1）則另一未知元素為________（填化學(xué)式）。

（2）①該化合物W的化學(xué)式為________________。

②該化合物W與適量稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。

（3）草酸鈷是廣泛應(yīng)用于磁性材料、電池材料、及超硬材料等領(lǐng)域。某研究小組在實驗室探究CoC2O4分解反應(yīng)的平衡常數(shù)。將一定量純凈的CoC2O4粉末置于特制的密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解的平衡：

CoC2O4（S）CoO（S）+CO（g）+CO2（g）

實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度/℃	240	250	260	270
平衡總壓強/kp	5．7	8．3	12．0	17．1
平衡總濃度/mol·L-1	2．4×10-3	3．4×10-3	4．8×10-3	6．8×10-3

由表中數(shù)據(jù)，列式計算250℃時CoC2O4分解平衡常數(shù) 。 該反應(yīng)的焓變△H 0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（4）溫度加熱至350℃，CO2的體積分數(shù)開始發(fā)生變化，體積分數(shù)和溫度的關(guān)系如下：試畫出CO的體積分數(shù)隨溫度升高的曲線

Answer 1

【答案】（1）Na （2）NaFeO2 ；2NaFeO2+4H2SO4=Na2SO4+Fe2(SO4)3+4H2O

（3） 2．89×10—6 > （4）見右圖

【解析】

試題分析：另取2．22g化合物W的粉末溶于適量稀硫酸，向反應(yīng)后的溶液中加入含有3．20gNaOH的溶液，恰好完全反應(yīng)。過濾，將洗滌后的沉淀充分灼燒，得到紅棕色粉末1．60g，這說明氧化鐵是1．60g，物質(zhì)的量是0．01mol；將所得濾液在一定條件下蒸發(fā)灼燒可得到一種純凈的不含結(jié)晶水的鹽7．10g，由于加入氫氧化鈉，這說明原化合物中含有鈉元素，因此7．10g物質(zhì)是硫酸鈉，物質(zhì)的量是7．10g÷142g/mol＝0．05mol。加入的氫氧化鈉是3．20g÷40g/mol＝0．08mol，因此原化合物中鈉離子的物質(zhì)的量是0．05mol×2－0．08mol＝0．02mol。氧元素的物質(zhì)的量是

＝0．04mol。

（1）根據(jù)以上分析可知則另一未知元素為Na。

（2）①該化合物W中Na、O、Fe的原子個數(shù)之比為0．02：0．04：0．02＝1：2：1，其化學(xué)式為NaFeO2。

②該化合物W與適量稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaFeO2+4H2SO4＝Na2SO4+Fe2(SO4)3+4H2O。

（3）根據(jù)方程式可知生成物CO和二氧化碳的物質(zhì)的量相等，則250℃時二者的濃度均是3．4×10-3mol/L÷2＝1．7×10-3mol/L，所以該溫度下的平衡常數(shù)K＝c(C0)·c(CO2)＝2．89×10—6；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知升高溫度壓強增大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行，因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則△H＜；

（4）350℃以后二氧化碳的體積分數(shù)升高，這說明CO開始與CoO發(fā)生反應(yīng)生成Co和二氧化碳，所以CO的體積分數(shù)降低。圖像為（見答案）。