Question

【題目】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)計并完成如下實(shí)驗(yàn)：

另取10.80gX在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40g固體1。請回答如下問題：

(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)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)方程式表示)。

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

Answer 1

【答案】(1)；

(2)CaFe(CO3)2；CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑

(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3

(4)2FeO＋CO2Fe2O3＋CO；取適量固體于試管中，加入鹽酸溶解，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅色，說明產(chǎn)物中含有三價鐵。

【解析】試題分析：X能和HCl反應(yīng)生成氣體甲，隔絕空氣加熱X得到氣體甲和固體1，且X和HCl(aq)反應(yīng)也能得到甲，因此猜測X是碳酸鹽，因?yàn)?/span>X加熱易分解且能和酸反應(yīng)生成CO2，那么甲為CO2，固體1溶于水得到溶液1和固體2，溶液1和二氧化碳反應(yīng)生成白色沉淀1，白色沉淀1和二氧化碳、水反應(yīng)生成溶液2，則白色沉淀1為碳酸鹽、溶液2為碳酸氫鹽；固體2和稀鹽酸反應(yīng)生成溶液3，且需要無氧條件，溶液3中加入堿在無氧條件下生成白色沉淀2，白色沉淀2被空氣氧化生成紅褐色沉淀，則白色沉淀2是Fe(OH)2，溶液3為FeCl2，X僅含4種元素，碳酸鹽分解生成二氧化碳?xì)怏w和兩種氧化物，其中一種氧化物能溶于水，結(jié)合地殼的成分猜測固體1中成分為CaO、FeO，對應(yīng)地，X應(yīng)為CaFe(CO3)2，結(jié)合題中信息：10.80gX在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40g固體1，經(jīng)計算，確認(rèn)X為CaFe(CO3)2，那么，溶液1是Ca(OH)2，白色沉淀1是CaCO3，溶液2是Ca(HCO3)2。

(1)白色沉淀1是CaCO3，碳酸鈣中金屬元素的原子核外有4個電子層、最外層有2個電子，所以Ca原子結(jié)構(gòu)示意圖為，氣體甲是二氧化碳，二氧化碳的電子式為，故答案為：；；

(2)通過以上分析知，X的化學(xué)式是CaFe(CO3)2，在惰性氣流中加熱X至完全分解生成二氧化碳和氧化鈣、氧化亞鐵，所以該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaFe(CO3)2CaO+FeO+2CO2↑，故答案為：CaFe(CO3)2；CaFe(CO3)2CaO+FeO+2CO2↑；

(3)氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被空氣氧化生成紅褐色氫氧化鐵，所以白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，故答案為：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3；

(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)，氧化亞鐵具有還原性，能被二氧化碳氧化生成四氧化三鐵或氧化鐵，同時生成CO，反應(yīng)方程式為2FeO+CO2Fe2O3+CO(或生成Fe3O4)，如果該反應(yīng)發(fā)生，則生成固體中含有三價鐵，將固體溶于稀鹽酸生成鐵離子，鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成血紅色物質(zhì)而使溶液變紅色，故答案為：2FeO+CO2Fe2O3+CO(或生成Fe3O4)；取適量固體于試管中，加入鹽酸溶解，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅色，說明產(chǎn)物中含有三價鐵。