Question

【題目】鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。

(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式。可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預防處理，再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱，使Cl-和OH-發生交換。交換完成后，流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0mL。計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeClx中x值______

(2)現有一含有FeCl2和FeCl3的混合樣品，采用上述方法測得n(Fe): n(Cl)=1:2.1，則該樣品中FeCl3的物質的量分數為____。在實驗室中，FeCl2可用鐵粉和____反應制備，FeCl3可用鐵粉和_______反應制備

(3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質，該反應的離子方程式為____________

(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為________

Answer 1

【答案】n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol，0.54g-0.010mol×35.5g·mol -1=0.19g，n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol，n(Fe): n(Cl)=0.0034:0.010≈1:3，x=3 0.10 鹽酸 氯氣 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 (或2Fe3++3I-=2Fe2++I3-) 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-

【解析】

(1)由離子交換關系，氫氧根離子物質的量等于氯離子物質的量，等于酸堿中和滴定時消耗氫離子物質的量，據此計算0.54g FeClx中氯離子物質的量，進而計算x值；

(2)根據元素守恒計算氯化亞鐵和氯化鐵物質的量之比，進而計算氯化鐵質量分數；

(3)FeCl3具有氧化性，氫碘酸具有還原性，二者發生氧化還原反應生成亞鐵離子、碘與水；

(4)用FeCl3與KClO在強堿性條件下反應制取K2FeO4，氯元素被還原為氯離子，同時有水生成，配平書寫離子方程式。

(1) 由離子交換關系，OH-的物質量等于Cl-物質的量，等于酸堿中和滴定時，消耗H+的物質的量。n(Cl-)=n(H+)=n(OH-)=0.0250L×0.40 molL-1=0.010 mol，則=0.010 mol，解得：x=3，故答案為：樣品中氯的物質的量為0.01mol，FeClx中x的值為3；

(2)設混合物中FeCl2物質的量為x，FeCl3的物質的量為y，根據物質中Fe和Cl的物質的量的比例，有(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1，得到x∶y=9∶1，氯化鐵物質的量分數=×100%=10%，在實驗室中，FeCl2可用鐵粉和鹽酸反應制備，FeCl3可用鐵粉和氯氣反應制備，故答案為：10%；鹽酸；氯氣；

(3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質，發生氧化還原反應，反應的離子方程式為2Fe3++2I-=2Fe2++I2，故答案為：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；

(4)用FeCl3與KClO在強堿性條件下反應制取K2FeO4，氯元素被還原為氯離子，同時有水生成，反應的離子方程式為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。