Question

6．鐵的化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用廣泛．

（1）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有強(qiáng)氧化性，是一種新型高效水處理劑，它在水處理過程中（鐵元素被還原為+3 價(jià)）的兩個(gè)作用是K₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒、還原產(chǎn)物可吸附水中雜質(zhì)．
（2）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如圖．請(qǐng)回答下列問題：
①操作Ⅰ、Ⅱ的名稱分別是過濾、洗滌；
②操作 I 所得濾液中若加入堿性較強(qiáng)的（NH₄）₂CO₃ 溶液，還會(huì)產(chǎn)生 Fe（OH）₂，可能的原因是：FeCO₃（s）+2OH^-（aq）?Fe（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4×10⁴ （填數(shù)值）．
已知：Ksp（FeCO₃）=3.2×10^-11，Ksp（Fe（OH）₂）=8.0×10^-16
③寫出在空氣中煅燒FeCO₃獲得氧化鐵產(chǎn)品的化學(xué)方程式4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
④煅燒如果不充分，產(chǎn)品中將有Fe²⁺ 存在，檢驗(yàn)產(chǎn)品中有無Fe²⁺的實(shí)驗(yàn)操作是取固體樣品少許放入試管中，加入足量稀硫酸，震蕩試管，再加入幾滴滴入KMnO₄溶液，若溶液褪色證明含有Fe²⁺，否則不存在．
（3）含 Cr₂O₇^2-的酸性廢水可加入FeSO₄將其轉(zhuǎn)化為無毒的Cr³+，反應(yīng)的離子方程式為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，其還原產(chǎn)物氫氧化鐵膠體具有吸附性；
（2）①分離可溶物和不溶物用過濾，除去固體上的少量可溶性雜質(zhì)用洗滌；
②根據(jù)K=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{\frac{{K}_{sp}（FeC{O}_{3}）}{c（F{e}^{2+}）}}{\frac{{K}_{sp}[Fe（{OH）}_{2}]}{c（F{e}^{2+}）}}$進(jìn)行計(jì)算；
③FeCO₃與氧氣反應(yīng)生成三氧化二鐵和二氧化碳；
④依據(jù)煅燒反應(yīng)不完全，生成氧化鐵中含有碳酸亞鐵，可以先加酸溶解，再加入高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子的存在；
（3）FeSO₄具有還原性，可與Cr₂O₇^2-+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe³⁺和Cr³⁺．

解答 解：（1）在處理水過程中，高鐵酸鉀被還原生成鐵離子，鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，所以能凈水，高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，所以其作用是K₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒，還原產(chǎn)物可吸附水中雜質(zhì)，
故答案為：K₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒；還原產(chǎn)物可吸附水中雜質(zhì)；
（2）①分離可溶物和不溶物用過濾，除去固體上的少量可溶性雜質(zhì)用洗滌，
故答案為：過濾；洗滌；
②由FeCO₃（s）+2OH^-（aq）?Fe（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq），可知：K=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{\frac{{K}_{sp}（FeC{O}_{3}）}{c（F{e}^{2+}）}}{\frac{{K}_{sp}[Fe（{OH）}_{2}]}{c（F{e}^{2+}）}}$=$\frac{3.2×1{0}^{-11}}{8.0×1{0}^{-16}}$=4×10⁴，
故答案為：4×10⁴；
③在空氣中煅燒FeCO₃，F(xiàn)eCO₃與氧氣反應(yīng)生成三氧化二鐵和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，
故答案為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
④煅燒如果不充分，產(chǎn)品中將有Fe²⁺ 存在，主要是Fe₂O₃和FeCO₃，取樣品放入試管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸鉀溶液，若滴入的高錳酸鉀溶液褪色證明含有亞鐵離子，否則不存在，
故答案為：取固體樣品少許放入試管中，加入足量稀硫酸，震蕩試管，再加入幾滴滴入KMnO₄溶液，若溶液褪色證明含有Fe²⁺，否則不存在；
（3）FeSO₄具有還原性，可與Cr₂O₇^2-+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe³⁺和Cr³⁺，反應(yīng)的離子方程式為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵的化合物的性質(zhì)及其應(yīng)用，題目難度中等，涉及凈水原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法的應(yīng)用、難溶物溶解度計(jì)算、離子方程式書寫等知識(shí)，試題知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．