Question

【题目】铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式。可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预防处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值______

(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品，采用上述方法测得n(Fe): n(Cl)=1:2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为____。在实验室中，FeCl2可用铁粉和____反应制备，FeCl3可用铁粉和_______反应制备

(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为____________

(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________

Answer 1

【答案】n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol，0.54g-0.010mol×35.5g·mol -1=0.19g，n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol，n(Fe): n(Cl)=0.0034:0.010≈1:3，x=3 0.10 盐酸 氯气 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 (或2Fe3++3I-=2Fe2++I3-) 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-

【解析】

(1)由离子交换关系，氢氧根离子物质的量等于氯离子物质的量，等于酸碱中和滴定时消耗氢离子物质的量，据此计算0.54g FeClx中氯离子物质的量，进而计算x值；

(2)根据元素守恒计算氯化亚铁和氯化铁物质的量之比，进而计算氯化铁质量分数；

(3)FeCl3具有氧化性，氢碘酸具有还原性，二者发生氧化还原反应生成亚铁离子、碘与水；

(4)用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，氯元素被还原为氯离子，同时有水生成，配平书写离子方程式。

(1) 由离子交换关系，OH-的物质量等于Cl-物质的量，等于酸碱中和滴定时，消耗H+的物质的量。n(Cl-)=n(H+)=n(OH-)=0.0250L×0.40 molL-1=0.010 mol，则=0.010 mol，解得：x=3，故答案为：样品中氯的物质的量为0.01mol，FeClx中x的值为3；

(2)设混合物中FeCl2物质的量为x，FeCl3的物质的量为y，根据物质中Fe和Cl的物质的量的比例，有(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1，得到x∶y=9∶1，氯化铁物质的量分数=×100%=10%，在实验室中，FeCl2可用铁粉和盐酸反应制备，FeCl3可用铁粉和氯气反应制备，故答案为：10%；盐酸；氯气；

(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2，故答案为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；

(4)用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，氯元素被还原为氯离子，同时有水生成，反应的离子方程式为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。