Question

17．鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示：Fe²⁺$?_{④}^{①}$Fe³⁺$?_{③}^{②}$FeO${\;}_{4}^{2-}$（高鐵酸根離子）
回答下列有關(guān)問題：
（1）Fe與過量稀硫酸反應(yīng)可以制取FeSO₄．若用反應(yīng)所得的酸性溶液，實(shí)現(xiàn)上述①的轉(zhuǎn)化，要求產(chǎn)物純凈．可選用的試劑是d（選填序號(hào)）
A．Cl₂          B．Fe          C．HNO₃       D．H₂O₂
（2）上述轉(zhuǎn)化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝．精礦在陽極浸出的反應(yīng)比較復(fù)雜，其中有一主要反應(yīng)：CuFeS₂+4Fe³⁺═Cu²⁺+5Fe²⁺+2S．（CuFeS₂中S為-2價(jià)）
則下列說法正確的是d（選填序號(hào)）；
A．從物質(zhì)分類的角度看，黃銅礦屬于合金
B．反應(yīng)中，所有鐵元素均被還原
C．反應(yīng)中，CuFeS₂ 既作氧化劑又作還原劑
D．當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，46g CuFeS₂參加反應(yīng)
（3）下述反應(yīng)中，若FeSO₄和O₂的系數(shù)比為2：1，試配平下列方程式：
□FeSO₄+□K₂O₂→□K₂FeO₄+□K₂O+□K₂SO₄+□O₂↑
（4）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效的綠色水處理劑，在水中發(fā)生反應(yīng)生成Fe（OH）₃膠體．高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子被氧化，要加氧化劑，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及是否引進(jìn)雜質(zhì)確定選項(xiàng)；
（2）根據(jù)合金的定義、化合價(jià)的升降、發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系判斷；
（3）根據(jù)得失電子數(shù)相等配平反應(yīng)方程式，注意化合價(jià)的判斷方法；
（4）利用離子的水解產(chǎn)物的性質(zhì)來分析凈水原因．

解答 解：（1）要使產(chǎn)物純凈，必須物質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)后，沒有雜質(zhì)生成．
a、氯氣有氧化性，能氧化二價(jià)鐵離子生成三價(jià)鐵離子，但同時(shí)有氯離子生成，所以有雜質(zhì)生成，故a錯(cuò)誤；
b、鐵與稀硫酸反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，不能把二價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，故b錯(cuò)誤；
c、硝酸能氧化二價(jià)鐵離子生成三價(jià)鐵離子，但溶液中還有雜質(zhì)硝酸根離子，故c錯(cuò)誤；
d、雙氧水能氧化二價(jià)鐵離子生成三價(jià)鐵離子，同時(shí)有水生成，水是原溶液的成分，所以不是雜質(zhì)，故d正確；
故答案為：d；
（2）a、合金是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)，所以黃銅礦不是合金，故a錯(cuò)誤；
b、CuFeS₂中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，反應(yīng)物Fe³⁺的化合價(jià)為+3價(jià)，生成物中Fe²⁺的化合價(jià)為+2價(jià)，所以不是所有鐵元素均被還原，故b錯(cuò)誤；
c、CuFeS₂中只有S元素的化合價(jià)只有升高，其他元素的化合價(jià)不變，所以CuFeS₂只作還原劑，故c錯(cuò)誤；
d、CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+2S 轉(zhuǎn)移電子4
184g                           4mol
46g                            1mol
故d正確；
故答案為：d；
（3）FeSO₄+K₂O₂→K₂FeO₄+K₂O+K₂SO₄+O₂↑，該反應(yīng)，F(xiàn)eSO₄中Fe的化合價(jià)為+2價(jià)，K₂FeO₄中Fe的化合價(jià)為+6價(jià)，所以一個(gè)氯化亞鐵分子失去4個(gè)電子；K₂O₂中O的化合價(jià)為-1價(jià)，O₂中O的化合價(jià)為0價(jià)，一個(gè)K₂O₂分子失去2個(gè)電子生成氧氣；K₂O₂中O的化合價(jià)為-1價(jià)，K₂FeO₄和K₂O中O元素的化合價(jià)為-2價(jià)，所以一個(gè)K₂O₂失去2個(gè)電子，該方程式中得失電子的最小公倍數(shù)為6，所以該方程式的計(jì)量數(shù)分別為2、6、2、2、2、1，即方程式為2FeSO₄+6K₂O₂=2K₂FeO₄+2K₂O+2K₂SO₄+1O₂↑，
故答案為：2、6、2、2、2、1；
（4）高鐵酸鉀（ K₂FeO₄）中Fe的化合價(jià)是+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，其還原產(chǎn)物Fe³⁺水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質(zhì)，所以高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒，
故答案為：凈水、消毒．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)，題目涉及鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)化、離子檢驗(yàn)等，難度不大，注意二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子的檢驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)，三價(jià)鐵離子能使KSCN變紅色