Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型、高效、多功能水處理劑。

（1）工業(yè)上的濕法制備方法是用KClO與Fe（OH）3在KOH存在下制得K2FeO4，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為________________。

（2）實(shí)驗(yàn)室用食鹽、廢鐵屑、硫酸、KOH等為原料，通過(guò)以下過(guò)程制備K2FeO4：

①操作（Ⅰ）的方法為_________________，隔絕空氣減壓干燥。

②檢驗(yàn)產(chǎn)生X氣體的方法是________________。

③最終在溶液中得到K2FeO4晶體利用的原理是____________________。

（3）測(cè)定某K2FeO4樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：準(zhǔn)確稱量1.0g樣品，配制100mL溶液，

步驟2：準(zhǔn)確量取25.00mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中

步驟3：在強(qiáng)堿性溶液中，用過(guò)量CrO2－與FeO42－反應(yīng)生成Fe（OH）3和CrO42－

步驟4：加稀硫酸，使CrO42－轉(zhuǎn)化為Cr2O72－，CrO2－轉(zhuǎn)化為Cr3+，F(xiàn)e（OH）3轉(zhuǎn)化為Fe3+

步驟5：加入二苯胺磺酸鈉作指示劑，用0.1000mol·L－1（NH4）2Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)（溶液顯紫紅色），記下消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液的體積，做3次平行實(shí)驗(yàn)，平均消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液的體積30.00 mL。

已知：滴定時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：6Fe2+＋Cr2O72－＋14H+=6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O。

①步驟2中準(zhǔn)確量取25.00mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中所用的儀器是______________。

②寫(xiě)出步驟3中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__________________________。

③步驟5中能否不加指示劑_________，原因是________________。

④根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，測(cè)定該樣品中K2FeO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。

（4）配制0.1mol·L-1的K2FeO4，調(diào)節(jié)溶液pH，含鐵離子在水溶液中的存在形態(tài)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是__________ （填字母）。

A．pH=2時(shí)，c（H3FeO4+）+c（H2FeO4）+c（HFeO4－）=0.1mol·L-1

B．向pH＝10的這種溶液中加硫酸銨，則HFeO4－的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大

C．向pH＝1的溶液中加HI溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：H2FeO4＋H+＝H3FeO4＋

D．將K2FeO4晶體溶于水，水溶液呈弱堿性

Answer 1

【答案】 3：2 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌 用帶火星的木條接觸氣體 K2FeO4在0℃時(shí)的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小 酸式滴定管 CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe（OH）3↓＋CrO42－＋OH－ 否，因?yàn)?/span>K2Cr2O7溶液為橙色、Fe3+的溶液為黃色，顏色變化不明顯 0.792（或79.2%） A D

【解析】（1）本題考查氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，即n(KClO)×2=n[Fe(OH)3]×3，n(KClO)：n[Fe(OH)3]=3:2；（2）本題考查物質(zhì)的制備，①?gòu)腇eSO4溶液中得到FeSO4固體，操作I的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到FeSO4；②發(fā)生反應(yīng)是2FeSO4＋6Na2O2=2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，氣體X為O2，用帶火星的木條接觸氣體，如果帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明是氧氣；③利用K2FeO4在0℃時(shí)的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小；（3）本題考查滴定實(shí)驗(yàn)，①K2FeO4具有氧化性，能腐蝕橡膠，因此不能用帶橡膠的堿式滴定管，步驟2中準(zhǔn)確量取25.00mLK2FeO4溶液加入到錐形瓶中，所用的儀器應(yīng)是酸式滴定管；②步驟3中發(fā)生反應(yīng)是CrO2－＋FeO42－→Fe(OH)3↓＋CrO42－，Cr的化合價(jià)由＋3價(jià)→＋6價(jià)，化合價(jià)升高3價(jià)，F(xiàn)e的化合價(jià)由＋6價(jià)→＋3價(jià)，化合價(jià)降低3價(jià)，最小公倍數(shù)為3，根據(jù)原子守恒和電荷守恒，配平其他，即離子反應(yīng)方程式為：CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－＋OH－；③因?yàn)镵2Cr2O7溶液為橙色、Fe3＋的溶液為黃色，顏色變化不明顯，因此需要加指示劑；④根據(jù)反應(yīng)方程式，建立關(guān)系式：6(NH4)2Fe(SO4)2～Cr2O72－～2CrO2－～2FeO42－，n(K2FeO4)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]/3=30×10－3×0.1/3mol=0.001mol，K2FeO4的質(zhì)量為0.001×198g=0.198g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.198×4/1×100%=79.2%；（4）本題考查物料守恒等知識(shí)，A、由圖中曲線可知，溶液pH=2時(shí)，不存在FeO42－，因此有c(H3FeO4+)＋c(H2FeO4)＋c(HFeO4－)=0.1mol·L－1，故正確；B、向pH=10的溶液中加硫酸銨，溶液的pH逐漸減小，HFeO4－的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大，若加入硫酸銨較多，溶液酸性較強(qiáng)，則HFeO4－的分布分?jǐn)?shù)先增大后逐漸減小，故錯(cuò)誤；C、向pH=1的溶液中加HI溶液，HI具有還原性，H2FeO4有氧化性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故錯(cuò)誤；D、pH=7時(shí)，HFeO4－和FeO42－共存，將K2FeO4晶體溶于水，F(xiàn)eO42－水解成HFeO4－，因此水溶液顯堿性，故正確。