Question

17．氯化鐵和高鐵酸鉀都是常見的水處理劑．如圖為制備氯化鐵及進一步氧化制備高鐵酸鉀的工藝流程．

請回答下列問題：
（1）氯化鐵有多種用途，請用離子方程式表示下列用途的原理．
①氯化鐵做凈水劑Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蝕銅印刷線路板2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（2）吸收劑X的化學式為FeCl₂．
（3）堿性條件下反應①的離子方程式為3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品．該反應的化學方程式為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，請根據(jù)復分解反應原理分析反應發(fā)生的原因K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進反應進行
（5）K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應：4FeO₄^2?+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^?+3O₂↑．在提純K₂FeO₄時采用重結晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用B（填序號）．
A．H₂O                          B．稀KOH溶液、異丙醇
C．NH₄Cl溶液、異丙醇            D．Fe（NO₃）₃溶液、異丙醇
（6）可用滴定分析法測定粗K₂FeO₄的純度，有關反應離子方程式為：
①FeO₄^2?+CrO₂^?+2H₂O═CrO₄^2?+Fe（OH）₃↓+OH^?
②2CrO₄^2?+2H⁺═Cr₂O₇^2?+H₂O
③Cr₂O₇^2?+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
現(xiàn)稱取1.980g粗高鐵酸鉀樣品溶于適量氫氧化鉀溶液中，加入稍過量的KCrO₂，充分反應后過濾，濾液定容于250mL容量瓶中．每次取25.00mL加入稀硫酸酸化，用0.1000mol/L的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標準溶液滴定，三次滴定消耗標準溶液的平均體積為18.93mL．則上述樣品中高鐵酸鉀的質量分數(shù)為63.1%．

Answer 1

分析 氯氣與鐵反應生成三氯化鐵，冷卻得到三氯化鐵固體，尾氣中含有氯氣，用氯化亞鐵溶液吸收得到氯化鐵溶液，把氯化鐵固體溶于吸收液得到濃氯化鐵溶液，氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉具有強氧化性，與氯化鐵溶液反應生成Na₂FeO₄，然后向該溶液中加飽和的KOH溶液，析出固體K₂FeO₄，
（1）①氯化鐵做凈水劑是因為Fe³⁺水為Fe（OH）₃膠體的緣故；
②工業(yè)上常用FeCl₃溶液腐蝕銅印刷線路板是Fe³⁺氧化了Cu的緣故；
（2）吸收劑X的與Cl₂反應的產(chǎn)物是FeCl₃，X是FeCl₂；
（3）堿性條件下根據(jù)反應物和產(chǎn)物及元素守恒和電荷守恒可寫出反應①的離子方程式；
（4）根據(jù)溶解度大小分析可知，在反應中溶解度小的物質先析出，會促進反應的進行；
（5）K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，所以用堿液來洗滌，抑制水解，不引入新的雜質所以用稀KOH溶液，異丙醇易揮發(fā)；
（6）根據(jù)反應①②③可知：2FeO₄^2-～～～～6Fe²⁺，根據(jù)關系式計算出K₂FeO₄的物質的量和質量，再計算質量分數(shù)．

解答 解：氯氣與鐵反應生成三氯化鐵，冷卻得到三氯化鐵固體，尾氣中含有氯氣，用氯化亞鐵溶液吸收得到氯化鐵溶液，把氯化鐵固體溶于吸收液得到濃氯化鐵溶液，氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉具有強氧化性，與氯化鐵溶液反應生成Na₂FeO₄，然后向該溶液中加飽和的KOH溶液，析出固體K₂FeO₄，
（1）①氯化鐵做凈水劑是因為Fe³⁺水為Fe（OH）₃膠體的緣故，原理為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
②工業(yè)上常用FeCl₃溶液腐蝕銅印刷線路板，是Fe³⁺氧化了Cu的緣故，反應方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）吸收劑X的與Cl₂反應的產(chǎn)物是FeCl₃，X是FeCl₂，
故答案為：FeCl₂；
（3）堿性條件下根據(jù)反應物和產(chǎn)物可知，反應①的離子方程式為3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品，該反應的化學方程式為2KOH+Na₂FeO₄ =K₂FeO₄+2NaOH，反應能發(fā)生的原因是K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進反應進行；
故答案為：K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進反應進行；
（5）K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，所以用堿液來洗滌，抑制水解，不引入新的雜質所以用稀KOH溶液，異丙醇易揮發(fā)，故選B；
（6）根據(jù)反應①②③可知：2FeO₄^2-～～～～6Fe²⁺，
                   1mol          3mol
                   n           0.1000mol/L×0.01893L
則n=6.31×10^-4mol，
所以樣品中高鐵酸鉀的質量分數(shù)為$\frac{6.31×1{0}^{-4}×\frac{250}{25}×198g}{1.98g}$×100%=63.1%；
故答案為：63.1%．

點評 本題考查了物質的制備流程的理解應用、實驗基本操作、物質性質的分析應用、有關方程式的計算、氧化還原反應等，題目涉及的知識點較多，側重于考查學生的實驗能力和對基礎知識的綜合應用能力，熟練掌握基礎是關鍵，題目難度中等．