Question

（2013?平谷區模擬）下列7種物質由H、C、O、S、Ca、Fe中的一種或幾種元素組成．
（1）甲在乙中燃燒，火星四射，生成黑色固體．該黑色固體的化學式是

Fe₃O₄

．
（2）甲與丙的溶液反應，可生成一種在標準狀況下密度最小的氣體．該反應的化學方程式是

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

．
（3）丁可中和某些工廠污水中含有的丙．丁的溶液可用于檢驗無色無味的氣體X．
寫出上述兩個反應的化學方程式

Ca（OH）₂+H₂SO₄=CaSO₄+2H₂O

、

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O

．
（4）戊由3種元素組成，其相對分子質量為116，工業上常用于制備一種紅色物質Y．Y可與丙的溶液反應，溶液變為黃色．在空氣中高溫煅燒戊，只生成X和Y兩種物質，其中戊、Y、X的質量比為29：20：11，該反應的化學方程式是

4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂

．

Answer 1

分析：題目限定的是在“7種物質由H、C、O、S、Ca、Fe中的一種或幾種元素組成”，所以下面的所有物質就在這些元素所對應物質中．
（1）甲在乙中燃燒，燃燒是需要氧氣的，根據這個說法“甲在乙中燃燒”，應該乙是氧氣，而根據“火星四射”可知這是鐵絲的燃燒現象，所以甲為鐵，生成黑色固體為四氧化三鐵．
（2）甲確定是鐵了，而鐵和丙的溶液反應得到密度最小的氣體，該氣體應該是氫氣，所以可知丙應該是一種酸，由于給定元素中有硫元素，所以該酸可以是硫酸．
（3）丁可以中和硫酸，說明應該本身是堿，給定的元素中只有兩種金屬元素，所以可能為氫氧化鈣或者氫氧化鐵，但是氫氧化鐵不宜用來污水處理，且其本身不溶解于水，不能用于檢驗無色的氣體．所以丁為氫氧化鈣，而無色氣體X為二氧化碳．
（4）Y可與丙的溶液反應，溶液變為黃色，說明Y為三價鐵．所以戊中含有鐵元素．而戊加熱煅燒生成x和y，X為二氧化碳，說明戊中含有碳元素，碳元素和鐵出現在同一化合物，所以碳元素應該是碳酸根或者是碳酸氫根的形式，由于戊是有三種元素組成的，所以應該是碳酸鹽，所以要么是碳酸亞鐵要么就是碳酸鐵．

解答：解：（1）甲在乙中燃燒，燃燒是需要氧氣的，根據這個說法“甲在乙中燃燒”，應該乙是氧氣，而根據“火星四射”可知這是鐵絲的燃燒現象，所以甲為鐵，生成黑色固體為四氧化三鐵，其化學式為Fe₃O₄．
（2）甲確定是鐵了，而鐵和丙的溶液反應得到密度最小的氣體，該氣體應該是氫氣，所以可知丙應該是一種酸，由于給定元素中有硫元素，所以該酸可以是硫酸．對應方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）丁可以中和硫酸，說明應該本身是堿，給定的元素中只有兩種金屬元素，所以可能為氫氧化鈣或者氫氧化鐵，但是氫氧化鐵不宜用來污水處理，且其本身不溶解于水，不能用于檢驗無色的氣體．所以丁為氫氧化鈣，而無色氣體X為二氧化碳．發生的反應為：Ca（OH）₂+H₂SO₄=CaSO₄+2H₂O   CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（4）Y可與丙的溶液反應，溶液變為黃色，說明Y為三價鐵．所以戊中含有鐵元素．而戊加熱煅燒生成x和y，X為二氧化碳，說明戊中含有碳元素，碳元素和鐵出現在同一化合物，所以碳元素應該是碳酸根或者是碳酸氫根的形式，由于戊是有三種元素組成的，所以應該是碳酸鹽，所以要么是碳酸亞鐵要么就是碳酸鐵．碳酸亞鐵（FeCO₃）的相對分子質量為56+12+16×3=116，而碳酸鐵（Fe₂（CO₃）₃）的相對分子質量為56×2+（12+16×3）×3=292．所以戊為碳酸亞鐵．其在空氣中煅燒生成氧化鐵（紅色物質）和二氧化碳，由于鐵元素化合價升高，所以一定和氧化性的氣體氧氣反應的，故對應方程式為：4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂．
故答案為：
（1）Fe₃O₄；
（2）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）Ca（OH）₂+H₂SO₄=CaSO₄+2H₂O；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂．

點評：解答類似的題目要注意問題之間是否存在必然的約束，本題前后各問是一個整體，相互牽制約束，所以要整體把握．