某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成了如下实验:另取10.80g X
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发布时间:2022-08-17 17:47
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时间:2023-10-13 09:52
X能和HCl反应生成气体甲,隔绝空气加热X得到气体甲和固体1,且X和HCl(aq)反应也能得到CO
2,因此猜测X是碳酸盐,因为X加热易分解且能和酸反应生成CO
2,那么甲为CO
2,固体1溶于水得到溶液1和固体2,溶液1和二氧化碳反应生成白色沉淀1,白色沉淀1和二氧化碳、水反应生成溶液2,则白色沉淀1为碳酸盐、溶液2为碳酸氢盐;
固体2和稀盐酸反应生成溶液3,且需要无氧条件,溶液3中加入碱在无氧条件下生成白色沉淀2,白色沉淀2被空气氧化生成红褐色沉淀,则白色沉淀2是Fe(OH)
2,溶液3为FeCl
2,X仅含4种元素,碳酸盐分解生成二氧化碳气体和两种氧化物,其中一种氧化物能溶于水,结合地壳的成分猜测固体1中成分为CaO、FeO,对应地,X应为CaFe(CO
3)
2,结合题中信息:10.80g X在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40g固体1,经计算,确认X为CaFe(CO
3)
2,那么,溶液1是Ca(OH)
2,白色沉淀1是CaCO
3,溶液2是Ca(HCO
3)
2,
(1)白色沉淀1是CaCO
3,碳酸钙中金属元素的原子核外有4个电子层、最外层有2个电子,所以Ca原子结构示意图为,气体甲是二氧化碳,二氧化碳的电子式为,
故答案为:;;
(2)通过以上分析知,X的化学式是 CaFe(CO
3)
2,在惰性气流中加热X至完全分解生成二氧化碳和氧化钙、氧化亚铁,所以该反应的化学反应方程式为CaFe(CO
3)
2CaO+FeO+2CO
2↑,
故答案为:CaFe(CO
3)
2;CaFe(CO
3)
2CaO+FeO+2CO
2↑;
(3)氢氧化亚铁不稳定,易被空气氧化生成红褐色氢氧化铁,所以白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀,反应方程式为4Fe(OH)
2+2H
2O+O
2=4Fe(OH)
3,故答案为:4Fe(OH)
2+2H
2O+O
2=4Fe(OH)
3;
(4)一定条件下,气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应,氧化亚铁具有还原性,能被二氧化碳氧化生成四氧化三铁或氧化铁,同时生成CO,反应方程式为2FeO+CO
2=Fe
2O
3+CO(或生成Fe
3O
4),如果该反应发生,则生成固体中含有三价铁,将固体溶于稀盐酸生成铁离子,铁离子和KSCN溶液反应生成血红色物质而使溶液变红色.
故答案为:2FeO+CO
2=Fe
2O
3+CO(或生成Fe
3O
4);取适量固体于试管中,加入盐酸溶解,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红色,说明产物中含有三价铁.