Question

鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物、硫酸鹽以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物．
（1）在實驗室中，FeCl₂可用鐵粉和鹽酸反應制備，FeCl₃可用鐵粉和

 

反應制備；現有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物的樣品，測得樣品中n（Fe）﹕n（Cl）=1﹕2.3，則該樣品中FeCl₃的物質的量分數為

 

．
（2）要確定鐵的某氯化物FeCl_x的化學式，可用離子交換和中和滴定的方法．實驗中稱取1.08g FeCl_x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(fā)生交換．交換完成后，流出溶液的OH^-用0.80mol?L^-1的鹽酸滴定中和，恰好中和時消耗鹽酸25.0mL．試求FeCl_x中的x值：

 

（列式并計算）
（3）高溫下，Fe與水蒸氣反應的化學方程式為

 

．
（4）硫酸亞鐵、氯化亞鐵溶液存放在實驗室均易變質，出現紅褐色沉淀，且溶液變黃棕色，則此反應的離子方程式為

 

．
（5）在氯化亞鐵溶液中加入等物質的量的過氧化鈉，發(fā)生反應的總的離子方程式為：

 

．

Answer 1

分析：（1）鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵；依據元素守恒計算氯化亞鐵和氯化鐵物質的量之比，進一步計算氯化鐵質量分數；
（2）根據離子交換關系中n（OH^-）=n（Cl^-）=n（H⁺），再根據1.08g FeCl_x中氯離子物質的量計算x值；
（3）高溫下，鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（4）亞鐵離子不穩(wěn)定易被氧氣氧化生成鐵離子，亞鐵離子水解生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化生成氫氧化鐵；
（5）過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，氫氧化鈉和亞鐵離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成氫氧化鐵．

解答：解：（1）鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵；
FeCl₂和FeCl₃的混合物的樣品中FeCl₂物質的量為x，FeCl₃的物質的量為y，則（x+y）：（2x+3y）=1：2.3，得到x：y=7：3，
氯化鐵物質的量分數=

3

7+3

×100%=30%，
故答案為：氯氣；30%；
（2）n（Cl）=n（H⁺）=n（OH^-）=0.0250L×0.80 mol?L^-1=0.020 mol，1.08g FeCl_x樣品中含有氯離子物質的量為

1.08g

(56+35.5x)g/mol

×3=0.020 mol，解得x=3，
故答案為：n（Cl）=n（H⁺）=n（OH^-）=0.0250L×0.80 mol?L^-1=0.020 mol，1.08g FeCl_x樣品中含有氯離子物質的量為

1.08g

(56+35.5x)g/mol

×3=0.020 mol，解得x=3；
（3）高溫下，鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為：4H₂O（g）+3Fe

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：4H₂O（g）+3Fe

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（4）亞鐵離子不穩(wěn)定易被氧氣氧化生成鐵離子，亞鐵離子水解生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化生成氫氧化鐵，所以離子方程式分別為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O、Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O、Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，氫氧化鈉和亞鐵離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成氫氧化鐵，所以反應方程式為：4Na₂O₂+4FeCl₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+8NaCl+O₂↑，
故答案為：4Na₂O₂+4FeCl₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+8NaCl+O₂↑．

點評：本題考查了鐵及其化合物的性質，注意亞鐵離子不穩(wěn)定，易被氧化，會利用原子守恒來分析解答，難度中等．