Question

13．鐵是應(yīng)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FeCl_x的化學(xué)式，可利用離子交換和滴定的方法．實(shí)驗(yàn)中稱取0.54g的FeCl_x樣品，溶解后先進(jìn)行陽離子交換預(yù)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0.40mol•L^-1的鹽酸滴定，滴至終點(diǎn)時消耗鹽酸25.0mL．計(jì)算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeCl_x中x的值（列出計(jì)算過程，只寫結(jié)果不給分）；
（2）現(xiàn)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(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%；
（3）FeCl₂與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（4）Fe₃O₄與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺+2I^-=3Fe²⁺+I₂+4H₂O；
（5）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料．FeCl₃和KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K₂FeO₄，其反應(yīng)的離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）由離子交換關(guān)系，氫氧根離子物質(zhì)的量等于氯離子物質(zhì)的量等于氫離子物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算0.54g FeCl_x中氯離子物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算x值；
（2）根據(jù)元素守恒計(jì)算氯化亞鐵和氯化鐵物質(zhì)的量之比，進(jìn)而計(jì)算氯化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）FeCl₂具有還原性，酸性KMnO₄具有強(qiáng)氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子、錳離子與水；
（4）氧化鐵與HI反應(yīng)反應(yīng)得到亞鐵離子、鐵離子與水，而鐵離子具有氧化性，碘離子具有還原性，二者又發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和碘單質(zhì)；
（5）用FeCl₃與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)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．

解答 解：（1）n（Cl）=n（Cl^-）=n（H⁺）=n（OH^-）=0.0250L×0.40 mol•L^-1=0.010 mol，則$\frac{0.54g}{（56+35.5x）g/mol}$=0.010 mol，解得x=3，
答：該樣品中氯的物質(zhì)的量為0.01mol，F(xiàn)eCl_x中x的值為3；
（2）設(shè)混合物中FeCl₂物質(zhì)的量為x，F(xiàn)eCl₃的物質(zhì)的量為y，則（x+y）：（2x+3y）=1：2.1，得到x：y=9：1，氯化鐵物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=$\frac{1}{1+9}$×100%=10%，
故答案為：10%；
（3）FeCl₂具有還原性，酸性KMnO₄具有強(qiáng)氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子、錳離子與水，反應(yīng)離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（4）四氧化三鐵與HI反應(yīng)反應(yīng)得到亞鐵離子、鐵離子與水，而鐵離子具有氧化性，碘離子具有還原性，二者又發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和碘單質(zhì)，故反應(yīng)離子方程式為：Fe₃O₄+8H⁺+2I^-=3Fe²⁺+I₂+4H₂O，
故答案為：Fe₃O₄+8H⁺+2I^-=3Fe²⁺+I₂+4H₂O；
（5）用FeCl₃與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)制取K₂FeO₄，氯元素被還原為氯離子，同時有水生成，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

點(diǎn)評 本題考查滴定計(jì)算、混合物計(jì)算、離子方程式等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．