Question

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0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，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0.40 mol·L－1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeClx中x值：______________________________________ (列出計算過程)；

(2)現有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，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_____________________________。與MnO2－Zn電池類似，K2FeO4－Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為______________________，該電池總反應的離子方程式為_______________。

 

Answer 1

(1)n(Cl)＝0.0250 L×0.40 mol·L－1＝0.010 mol

0．54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－1＝0.19 g

n(Fe)＝0.19 g/56 g·mol－1＝0.0034 mol

n(Fe)：n(Cl)＝0.0034：0.010≈1：3，x≈3

(2)0.10 鹽酸 氯氣

(3)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－=2Fe2＋＋I3-)

(4)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42-＋5H2O＋3Cl－

FeO42-＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－

2FeO42-＋8H2O＋3Zn=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－

注：Fe(OH)3、Zn(OH)2寫成氧化物等其他形式且正確也可給分

【解析】(1)依題意：n(Cl－)＝n(OH－)＝0.40 mol·L－1×25.0×10－3L＝1.0×10－2 mol，n(Fe)：n(Cl)＝1：x＝：(1.0×10－2 mol)，x≈3。

(2)設FeCl3的物質的量分數為x，由題意得3x＋2(1－x)＝2.1，x＝0.10。據Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑、Fe＋2FeCl3=3FeCl2、Fe＋3Cl22FeCl3可知，FeCl2可用鐵粉與FeCl3或鹽酸反應制備，FeCl3可用鐵粉與Cl2反應制備。(3)生成的棕色物質為I2，故可寫出該反應的離子方程式：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。(4)解答此問要緊扣題給信息，注意離子方程式中的電荷守恒及氧化還原反應中的得失電子守恒。