Question

17．由兩種常見元素組成的化合物X，廣泛用于機械制造、石油化工、汽車尾氣處理等領域．測定化合物X組成的實驗如下：

（1）X的化學式Fe₃C．
（2）溶液C和H₂O₂反應的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）CH₄、H₂和單質(zhì)B的氧化物在一定條件下反應可制備X，同時生成另一種氧化物，寫出該反應的化學方程式2CH₄+5H₂+3Fe₂O₃=2Fe₃C+9H₂O．
（4）有人推測X能與單質(zhì)B的氧化物反應生成單質(zhì)B，從氧化還原反應的角度舉例說明該反應的合理性Fe₃C中碳元素化合價升高做還原劑，鐵的氧化物中鐵元素化合價降低做氧化劑，如Fe₃C+Fe₂O₃=5Fe+3CO．
（5）向血紅色溶液D中加入下列物質(zhì)，血紅色褪去的是AD．
   A．Fe     B．CuCl₂     C．H₂SO₄      D．KMnO₄．

Answer 1

分析 1.80gX隔絕空氣加熱分解生成AB兩種單質(zhì)，單質(zhì)A和氧氣反應生成無色無味氣體，通入澄清石灰水得到白色沉淀10.0g為碳酸鈣，單質(zhì)A為C，單質(zhì)B和稀硫酸反應生成溶液C，加入過氧化氫和KSCN出現(xiàn)血紅色溶液D說明含鐵元素，證明單質(zhì)B為Fe，結合元素守恒碳元素物質(zhì)的量=$\frac{10.0g}{100g/mol}$=0.1mol，含碳元素質(zhì)量=0.1mol×12g/mol=1.2g，鐵元素物質(zhì)的量=$\frac{18.0g-1.2g}{56g/mol}$=0.3mol，則鐵和碳人長大了之比n（Fe）：n（C）=0.3：0.1=3：1，化學式為Fe₃C，
（1）上述計算得到化學式；
（2）溶液C為硫酸亞鐵和水在高溫下反應生成氫氣和一氧化碳；
（3）CH₄、H₂和單質(zhì)B為Fe的氧化物在一定條件下反應可制備X，同時生成另一種氧化物為水，依據(jù)原子守恒配平書寫得到化學方程式；
（4）氧化還原反應中元素化合價有升高就有降低，分析反應中元素化合價變化是否符合判斷；
（5）向血紅色溶液D中存在化學平衡Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，平衡逆向進行紅色褪去；

解答 解：1.80gX隔絕空氣加熱分解生成AB兩種單質(zhì)，單質(zhì)A和氧氣反應生成無色無味氣體，通入澄清石灰水得到白色沉淀10.0g為碳酸鈣，單質(zhì)A為C，單質(zhì)B和稀硫酸反應生成溶液C，加入過氧化氫和KSCN出現(xiàn)血紅色溶液D說明含鐵元素，證明單質(zhì)B為Fe，結合元素守恒碳元素物質(zhì)的量=$\frac{10.0g}{100g/mol}$=0.1mol，含碳元素質(zhì)量=0.1mol×12g/mol=1.2g，鐵元素物質(zhì)的量=$\frac{18.0g-1.2g}{56g/mol}$=0.3mol，則鐵和碳人長大了之比n（Fe）：n（C）=0.3：0.1=3：1，化學式為Fe₃C，
（1）上述計算得到化學式為Fe₃C，
故答案為：Fe₃C；
（2）溶液C為硫酸亞鐵和過氧化氫在高溫下反應生成硫酸鐵和水，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）CH₄、H₂和單質(zhì)B為Fe的氧化物在一定條件下反應可制備X，同時生成另一種氧化物為水，依據(jù)原子守恒配平書寫得到化學方程式為：2CH₄+5H₂+3Fe₂O₃=2Fe₃C+9H₂O，
故答案為：2CH₄+5H₂+3Fe₂O₃=2Fe₃C+9H₂O；
（4）氧化還原反應中元素化合價有升高就有降低，F(xiàn)e₃C中碳元素化合價升高做還原劑，鐵的氧化物中鐵元素化合價降低做氧化劑，如Fe₃C+Fe₂O₃=5Fe+3CO，
故答案為：Fe₃C中碳元素化合價升高做還原劑，鐵的氧化物中鐵元素化合價降低做氧化劑，如Fe₃C+Fe₂O₃=5Fe+3CO；
（5）向血紅色溶液D中存在化學平衡Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，平衡逆向進行紅色褪去，
A．Fe和鐵離子反應平衡逆向進行，紅色消失，故A正確；
B．CuCl₂ 溶液中溶質(zhì)和平衡狀態(tài)下微粒不發(fā)生反應，溶液紅色不褪去，故B錯誤；
C．H₂SO₄ 溶液加入對化學平衡無影響，紅色不褪去，故C錯誤；
D．KMnO₄溶液加入會氧化SCN^-，使平衡逆向進行，溶液顏色褪去，故D正確；
故答案為AD．

點評 本題考查了物質(zhì)組成的實驗測定，物質(zhì)性質(zhì)、離子檢驗和有關定量計算等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．