Question

13．復(fù)鹽M【K₃Fe（A₂B₄）₃•3H₂O】可用于藍(lán)色印刷和攝影，某小組同學(xué)將純凈的化合物M在一定條件下加熱分解，對(duì)所得其他產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究．
（1）Fe元素在周期表中的位置是第四周期第ⅤⅢ族，驗(yàn)證固體產(chǎn)物中存在鉀元素的方法是做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰的顏色呈紫色．
（2）經(jīng)分析，所得其他產(chǎn)物由甲、乙和水蒸氣組成，甲、乙轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖（Ⅰ），轉(zhuǎn)化時(shí)的能力變化如圖（Ⅱ），已知A是形成化合物種類最多的元素，B是地殼中含量最多的元素，X、Y、甲、乙是含A、B兩元素的單質(zhì)或化合物，則化合物乙的電子式為，寫出反應(yīng)X+Y→甲的熱化學(xué)方程式：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6KJ/mol．

（3）該小組同學(xué)已知固體產(chǎn)物中，鐵元素不以三價(jià)形式存在，而鹽也只有K₂AB₃，為了進(jìn)一步確定復(fù)鹽M的分解反應(yīng)方程式，小組同學(xué)對(duì)固體產(chǎn)物進(jìn)行定量測(cè)量．

判斷KMnO₄（其還原產(chǎn)物為無色Mn²⁺溶液）溶液與試樣反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為當(dāng)加入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液時(shí)試樣由無色變化為紫紅色且振蕩半分鐘內(nèi)部變化．由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，加熱后所得固體產(chǎn)物中除K₂AB₃外還含有什么物質(zhì)？它們之間的物質(zhì)的量之比為多少？請(qǐng)把你的結(jié)論填入表中（可以不填滿或補(bǔ)充空格）．

固體產(chǎn)物中的成分	K2AB3			…
物質(zhì)的量之比

（4）通過以上結(jié)論，復(fù)鹽M加熱分解的反應(yīng)方程式為2K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂CO₃+Fe+FeO+5CO₂↑+4CO↑+6H₂O．
（5）已知KHA₂B₄溶液呈酸性，向10mL0.01mol•L^-1的H₂A₂O₄溶液滴加0.01mol•L^-1KOH溶液V（mL），下列敘述正確的是①②③．
①當(dāng)V＜10mL時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為H₂A₂B₄+OH^-=HA₂B₄⁺+H₂O
②當(dāng)V=10mL時(shí)，溶液中C（HA₂B₄⁺）＞C（H⁺）＞C（A₂B₄^2-）＞C（H₂A₂B₄）
③當(dāng)V=amL時(shí)，溶液中離子濃度的關(guān)系為c（K⁺）=2c（A₂B₄^2-）+c（HA₂B₄^-）
若V=bmL時(shí)，溶液中離子濃度的關(guān)系為：c（K⁺）=c（A₂B₄^2-）+c（HA₂B₄^-）+c（H₂A₂B₄），則a＞b．

Answer 1

分析 （1）鐵元素位于第四周期第ⅤⅢ組，鉀元素的焰色反應(yīng)是隔著鈷玻璃看呈紫色；
（2）已知A是形成化合物種類最多的元素判斷為C，B是地殼中含量最多的元素為O，X、Y、甲、乙是含A、B兩元素的單質(zhì)或化合物，依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知X為C，Y為O₂，甲為CO，乙為CO₂，乙為共價(jià)化合物碳原子核氧原子之間形成雙鍵，圖象分析可知1molX和1molY反應(yīng)生成甲1mol，剩余Y0.5mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫熱化學(xué)方程式，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)的焓變；
（3）鐵元素不以三價(jià)形式存在，而鹽也只有K₂AB₃為K₂CO₃，固體產(chǎn)物溶解過濾得到固體和濾液，濾液為碳酸鉀溶液，加入稀硫酸反應(yīng)生成672ml標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體為二氧化碳，物質(zhì)的量n（CO₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，固體分為二等份，加入硫酸銅溶液反應(yīng)固體增重0.04g，說明含有鐵，F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu，結(jié)合差量計(jì)算得到鐵單質(zhì)的物質(zhì)的量，另一份加入稀硫酸溶解用高錳酸鉀溶液滴定終點(diǎn)消耗20.00ml溶液，說明是亞鐵離子，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算得到，判斷生成產(chǎn)物固體為氧化亞鐵，固體為碳酸鉀、鐵、氧化亞鐵，結(jié)合元素守恒分析判斷生成產(chǎn)物；
（4）依據(jù)（3）的分析判斷和原子守恒書寫化學(xué)方程式；
（5）H₂A₂O₄是草酸（H₂C₂O₄）是二元弱酸，KHA₂B₄溶液是KHC₂O₄溶液呈酸性．向10mL 0.01mol•L^-1的H₂C₂O₄溶液滴加0.01mol•L^-1KOH溶液V（mL）；
①當(dāng)V＜10mL時(shí)，H₂C₂O₄和KOH反應(yīng)生成HC₂O₄ ^-，還有草酸多余；
②當(dāng)V=10mL時(shí)，H₂C₂O₄和KOH反應(yīng)生成KHC₂O₄ ^-，KHC₂O₄溶液呈酸性說明溶液中電離大于水解，比較溶液中HC₂O₄^-、C₂O₄^2-、H₂C₂O₄、H⁺的濃度從大到小的順序；
③當(dāng)V=amL時(shí)，溶液中離子濃度有如下關(guān)系：c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-），依據(jù)溶液中電荷守恒分析氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同判斷；
④當(dāng)V=bmL時(shí)，溶液中離子濃度有如下關(guān)系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）是溶液中物料守恒分析，溶質(zhì)為KHC₂O₄；

解答 解：（1）鐵元素位于第四周期第ⅤⅢ族，鉀元素的焰色反應(yīng)是隔著鈷玻璃看呈紫色，驗(yàn)證固體產(chǎn)物中存在鉀元素的方法是：做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰的顏色呈紫色，
故答案為：第四周期第ⅤⅢ族，做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰的顏色呈紫色；
（2）二氧化碳為直線型結(jié)構(gòu)，分子中存在兩個(gè)碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為：，圖象分析可知1molXhe 1molY反應(yīng)生成甲1mol，剩余Y0.5mol，反應(yīng)放熱=393.5KJ/mol-282.9KJ/mol=110.6KJ/mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫熱化學(xué)方程式，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)的焓變，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6KJ/mol，
故答案為：，C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6KJ/mol；
（3）鐵元素不以三價(jià)形式存在，而鹽也只有K₂AB₃為K₂CO₃，固體產(chǎn)物溶解過濾得到固體和濾液，濾液為碳酸鉀溶液，加入稀硫酸反應(yīng)生成672ml標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體為二氧化碳，物質(zhì)的量n（CO₂）=n（K₂CO₃）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，固體分為二等份，加入硫酸銅溶液反應(yīng)固體增重0.04g，說明含有鐵，反應(yīng)為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，結(jié)合差量計(jì)算得到鐵單質(zhì)的物質(zhì)的量，
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu△m
1                  8
n                   0.04g
n=0.005mol
則生成鐵共0.01mol
另一份加入稀硫酸溶解用高錳酸鉀溶液滴定終點(diǎn)消耗20.00ml溶液，說明是亞鐵離子，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算得到，判斷KMnO₄（其還原產(chǎn)物為無色Mn²⁺溶液）溶液與試樣反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為當(dāng)加入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液時(shí)試樣由無色變化為紫紅色且振蕩半分鐘內(nèi)部變化，
   5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
    5      1
    n     0.02000L×0.1000mol/L
n=0.0100mol
固體中氧化亞鐵和鐵共為0.02mol，則氧化亞鐵物質(zhì)的量為0.01mol
則K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O物質(zhì)的量為0.02mol，生成碳酸鉀0.03mol，生成Fe物質(zhì)的量為0.01mol，生成FeO物質(zhì)的量為0.01mol，固體物質(zhì)的量之比為：
n（K₂CO₃）：n（Fe）：n（FeO）=0.03：0.01：0.01=3：1：1，
故答案為：當(dāng)加入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液時(shí)試樣由無色變化為紫紅色且振蕩半分鐘內(nèi)部變化；

固體產(chǎn)物中的成分	K2AB3	Fe	FeO	…
物質(zhì)的量之比	3：1：1

（4）通過以上結(jié)論分析，2K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂CO₃+Fe+FeO+6H₂O+？，結(jié)合原子守恒計(jì)算可知生成物中含有5CO₂↑和4CO↑，得到化學(xué)方程式為：
2K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂CO₃+Fe+FeO+5CO₂↑+4CO↑+6H₂O，
故答案為：2K₃Fe（C₂O₄）₃•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂CO₃+Fe+FeO+5CO₂↑+4CO↑+6H₂O；
（5）H₂A₂O₄是草酸（H₂C₂O₄）是二元弱酸，KHA₂B₄溶液是KHC₂O₄溶液呈酸性．向10mL 0.01mol•L^-1的H₂C₂O₄溶液滴加0.01mol•L^-1KOH溶液V（mL）；
①當(dāng)V＜10mL時(shí)，H₂C₂O₄和KOH反應(yīng)生成HC₂O₄ ^-，還有草酸多余，反應(yīng)的離子方程式為：H₂C₂O₄+OH^-=HC₂O₄^-+H₂O，H₂A₂B₄+OH^-=HA₂B₄⁺+H₂O，故①正確；
②當(dāng)V=10mL時(shí)，H₂C₂O₄和KOH反應(yīng)生成HC₂O₄^-，KHC₂O₄溶液呈酸性說明溶液中電離大于水解，比較溶液中HC₂O₄^-、C₂O₄^2-、H₂C₂O₄、H⁺的濃度從大到小的順序?yàn)椋篶（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），C（HA₂B₄⁺）＞C（H⁺）＞C（A₂B₄^2-）＞C（H₂A₂B₄），故②正確；
③當(dāng)V=amL時(shí)，溶液中離子濃度有如下關(guān)系：c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-），c（K⁺）=2c（A₂B₄^2-）+c（HA₂B₄^-），當(dāng)V=bmL時(shí)，溶液中離子濃度有如下關(guān)系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）是溶液中物料守恒分析，溶質(zhì)為KHC₂O₄，說明a大于b，故③正確；
故答案為：①②③．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成、性質(zhì)等探究過程分析判斷，主要是反應(yīng)能量變化，熱化學(xué)方程式書寫，化學(xué)式的組成和產(chǎn)物判斷，電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較、電荷守恒、物料守恒等知識(shí)點(diǎn)，作為基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．