暗紫色化合物M具有绿色.高电压和高能量的特点.近年来引起了电化学界的高度重视．在常温和干燥的条件下.化合物M可以稳定的存在.但它在水溶液中不稳定.一段时间后转化为红褐色沉淀.同时产生一种气体单质．某兴趣小组的同学对化合物M进行组成分析.确定M中仅含有A.B.C三种元素.其中元素A最外层电子数为电子层数的3倍,元素B为常见金属元素,元素C为第四周� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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暗紫色化合物M具有绿色、高电压和高能量的特点，近年来引起了电化学界的高度重视．在常温和干燥的条件下，化合物M可以稳定的存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质．某兴趣小组的同学对化合物M进行组成分析，确定M中仅含有A、B、C三种元素，其中元素A最外层电子数为电子层数的3倍；元素B为常见金属元素；元素C为第四周期中金属性最强的元素．取3.96g化合物M的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液，恰好完全反应．过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色固体粉末1.60g；将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g．
（1）B元素在元素周期表中的位置

；A的原子结构示意图

．
（2）化合物M的化学式为

；化合物A与H₂O反应的离子方程式为

．
（3）化合物M还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂．原因是

．
（4）化合物M的制备还可通过氧化法，试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备M的化学方程式

．
（5）目前，人们针对化合物M的稳定性进行了大量的探索，并取得了一定的进展．下列物质中有可能提高化合物M水溶液稳定性的是

．
A．亚硫酸钠 B．KOH C．醋酸 D．Fe（NO₃）₃
（6）为研究温度对化合物M水溶液稳定性的影响，请设计一个实验方案

．

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：在常温和干燥的条件下，化合物M可以稳定的存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质，该红褐色沉淀为Fe（OH）₃；可推知M含有Fe元素，M中仅含有A、B、C三种元素，其中元素A最外层电子数为电子层数的3倍，则A为O元素，元素C为第四周期中金属性最强的元素，则C为K元素，元素B为常见金属元素，则B为Fe元素；红棕色固体粉末1.60g为氧化铁，由铁元素守恒可知，3.96g化合物M含铁：

1.6g

160g/mol

×2=0.02mol，不含结晶水的盐10.44g为硫酸钾，3.96g化合物M中含钾：

10.44g

174g/mol

×2-0.08mol=0.04mol，3.96g化合物M中含氧：

3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol

16g/mol

=0.08mol，故钾、铁、氧的个数比为：0.04mol：0.02mol：0.08mol=2：1：4，故M的化学式为：K₂FeO₄；高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe（OH）₃、氢氧化钾，反应方程式为4K₂FeO₄+10H₂O=4Fe（OH）₃+8KOH+3O₂↑，据此解答．

解答： 解：在常温和干燥的条件下，化合物M可以稳定的存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质，该红褐色沉淀为Fe（OH）₃；可推知M含有Fe元素，M中仅含有A、B、C三种元素，其中元素A最外层电子数为电子层数的3倍，则A为O元素，元素C为第四周期中金属性最强的元素，则C为K元素，元素B为常见金属元素，则B为Fe元素；
红棕色固体粉末1.60g为氧化铁，由铁元素守恒可知，3.96g化合物M含铁：

1.6g

160g/mol

×2=0.02mol，
不含结晶水的盐10.44g为硫酸钾，3.96g化合物M中含钾：

10.44g

174g/mol

×2-0.08mol=0.04mol，
3.96g化合物M中含氧：

3.96g-0.02mol×56g/mol-0.04mol×39g/mol

16g/mol

=0.08mol，
钾、铁、氧的个数比为：0.04mol：0.02mol：0.08mol=2：1：4，故M的化学式为：K₂FeO₄；
（1）B为Fe元素，位于周期表中第四周期Ⅷ族；A为O元素，原子结构示意图为：

，故答案为：第四周期Ⅷ族；

；
（2）由上述分析可知，M的化学式为：K₂FeO₄；高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe（OH）₃、氢氧化钾，反应方程式为4K₂FeO₄+10H₂O=4Fe（OH）₃+8KOH+3O₂↑，离子方程式为4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-，
故答案为：K₂FeO₄；4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-；
（3）K₂FeO₄中铁元素化合价为+6价，价态高，易得电子，表现强氧化性，+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe（OH）₃胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉，
故答案为：+6价的铁具有强氧化性可以杀菌消毒，其还原产物Fe³⁺水解生成氢氧化铁胶体净水；
（4）氢氧化铁被次氯酸钾氧化为高铁酸钾，次氯酸钾被还原为氯化钾，同时生成H₂O，反应的方程式方程式为3KClO+4KOH+2Fe（OH）₃=2K₂FeO₄+3KCl+5H₂O，
故答案为：3KClO+4KOH+2Fe（OH）₃=2K₂FeO₄+3KCl+5H₂O；
（5）A．亚硫酸钠具有还原性，会被高铁酸钾氧化，故A错误；
B．高铁酸钾在碱性条件下生成，故B正确；
C．高铁酸钾在水溶液中不稳定，与酸反应，故C错误；
D．铁离子与反应生成的KOH反应，使高铁酸钾在水溶液中更不稳定，故D错误；
故答案为：B；
（5）固定其他条件，改变温度，看析出沉淀的快慢，故答案为：取少量的样品放入试管加水溶解，分成两等份于两试管中，分别放在冷水和热水中，观察生成红褐色沉淀的快慢．

点评：本题考查无机物推断，属于计算型推断，综合考查学生阅读题目获取信息的能力、计算能力、设计实验能力等，题目难度较大，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．

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