Question

【題目】【加試題】鐵在工業和生活中都具有非常重要的應用。某含鐵化合物W，為探究其成分，化學興趣小組的同學取化合物W粉末進行試驗。經組成分析，該粉末除Fe外還有O和另一未知元素共三種元素。另取2．22g化合物W的粉末溶于適量稀硫酸，向反應后的溶液中加入含有3．20gNaOH的溶液，恰好完全反應。過濾，將洗滌后的沉淀充分灼燒，得到紅棕色粉末1．60g；將所得濾液在一定條件下蒸發灼燒可得到一種純凈的不含結晶水的鹽7．10g。請回答：

（1）則另一未知元素為________（填化學式）。

（2）①該化合物W的化學式為________________。

②該化合物W與適量稀硫酸反應的化學方程式___________________。

（3）草酸鈷是廣泛應用于磁性材料、電池材料、及超硬材料等領域。某研究小組在實驗室探究CoC2O4分解反應的平衡常數。將一定量純凈的CoC2O4粉末置于特制的密閉真空容器中（假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解的平衡：

CoC2O4（S）CoO（S）+CO（g）+CO2（g）

實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表：

溫度/℃	240	250	260	270
平衡總壓強/kp	5．7	8．3	12．0	17．1
平衡總濃度/mol·L-1	2．4×10-3	3．4×10-3	4．8×10-3	6．8×10-3

由表中數據，列式計算250℃時CoC2O4分解平衡常數 。 該反應的焓變△H 0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（4）溫度加熱至350℃，CO2的體積分數開始發生變化，體積分數和溫度的關系如下：試畫出CO的體積分數隨溫度升高的曲線

Answer 1

【答案】（1）Na （2）NaFeO2 ；2NaFeO2+4H2SO4=Na2SO4+Fe2(SO4)3+4H2O

（3） 2．89×10—6 > （4）見右圖

【解析】

試題分析：另取2．22g化合物W的粉末溶于適量稀硫酸，向反應后的溶液中加入含有3．20gNaOH的溶液，恰好完全反應。過濾，將洗滌后的沉淀充分灼燒，得到紅棕色粉末1．60g，這說明氧化鐵是1．60g，物質的量是0．01mol；將所得濾液在一定條件下蒸發灼燒可得到一種純凈的不含結晶水的鹽7．10g，由于加入氫氧化鈉，這說明原化合物中含有鈉元素，因此7．10g物質是硫酸鈉，物質的量是7．10g÷142g/mol＝0．05mol。加入的氫氧化鈉是3．20g÷40g/mol＝0．08mol，因此原化合物中鈉離子的物質的量是0．05mol×2－0．08mol＝0．02mol。氧元素的物質的量是

＝0．04mol。

（1）根據以上分析可知則另一未知元素為Na。

（2）①該化合物W中Na、O、Fe的原子個數之比為0．02：0．04：0．02＝1：2：1，其化學式為NaFeO2。

②該化合物W與適量稀硫酸反應的化學方程式為2NaFeO2+4H2SO4＝Na2SO4+Fe2(SO4)3+4H2O。

（3）根據方程式可知生成物CO和二氧化碳的物質的量相等，則250℃時二者的濃度均是3．4×10-3mol/L÷2＝1．7×10-3mol/L，所以該溫度下的平衡常數K＝c(C0)·c(CO2)＝2．89×10—6；根據表中數據可知升高溫度壓強增大，說明升高溫度平衡向正反應方向進行，因此正反應是吸熱反應，則△H＜；

（4）350℃以后二氧化碳的體積分數升高，這說明CO開始與CoO發生反應生成Co和二氧化碳，所以CO的體積分數降低。圖像為（見答案）。