Question

12．2011年3月，日本發(fā)生9級(jí)地震，地震引發(fā)海嘯及傷亡．災(zāi)區(qū)重建面臨多種困難，其中飲水安全是重要問題之一．高鐵酸鉀是一種重要的綠色凈水劑，具有凈水和消毒雙重功能．某課外學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖方案制備高鐵酸鉀：
（1）高鐵酸鉀中鐵元素的化合價(jià)為+6價(jià)，推測(cè)它具有的化學(xué)性質(zhì)是強(qiáng)氧化性．
（2）在次氯酸鈉（NaClO，84消毒液的主要成分）溶液中加入燒堿固體形成堿性環(huán)境，將研磨的硝酸鐵少量多次地加入到上述溶液中，冰浴中反應(yīng)1h．發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，氧化劑是次氯酸鈉．將KOH加入到反應(yīng)后的溶液攪拌半小時(shí)．靜置，抽濾粗產(chǎn)品．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH．根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）在強(qiáng)堿性溶液中，高鐵酸鉀能將亞鉻酸鹽（KCrO₂）氧化為鉻酸鹽（K₂CrO₄），生成的鉻酸鹽溶液酸化后，得到的重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）用Fe（Ⅱ）的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以二苯胺磺酸鈉為指示劑．到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液由紫色變?yōu)榈�綠色（+6價(jià)鉻轉(zhuǎn)化成+3價(jià)鉻）．有關(guān)離子方程式為FeO₄^2-+CrO₂^-+2H₂O═CrO₄^2-+Fe（OH）₃↓+OH^-，2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O，Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
現(xiàn)稱取5.00g高鐵酸鉀樣品于燒杯中，加入適量氫氧化鉀溶液，加入稍過量的KCrO₂，充分反應(yīng)后，轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容，量取25.00mL，再用稀硫酸酸化，用0.100 0mol•L^-1的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00mL．計(jì)算上述實(shí)驗(yàn)制得的樣品中，高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.6%．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)高鐵酸鉀中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到鐵元素的化合價(jià)，氧元素化合價(jià)為-2價(jià)，鉀元素化合價(jià)為+1價(jià)；元素化合價(jià)處于最高價(jià)態(tài)時(shí)有影響，處于最低價(jià)態(tài)有還原性，中間價(jià)態(tài)既具有影響也具有還原性；
（2）元素化合價(jià)降低的物質(zhì)做氧化劑，反應(yīng)是向更難溶的方向進(jìn)行；
（3）根據(jù)反應(yīng)①②③可知：2FeO₄^2-～～～～6Fe²⁺，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算出K₂FeO₄的物質(zhì)的量和質(zhì)量，再計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）在K₂FeO₄中，K元素的化合價(jià)為+1價(jià)，O元素的化合價(jià)為-2價(jià)，
設(shè)該化合物中Fe元素的化合價(jià)為x，
由化學(xué)式和化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零，則
（+1）×2+x+（-2）×4=0
解得x=+6
鐵元素處于最高價(jià)態(tài)應(yīng)有強(qiáng)氧化性，
故答案為：+6，強(qiáng)氧化性；
（2）發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，氯元素化合價(jià)降低，氧化劑是次氯酸鈉，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，能進(jìn)行說明算錯(cuò)了更難溶的物質(zhì)，說明高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度，
故答案為：次氯酸鈉，大于；
（3）根據(jù)反應(yīng)①②③可知：2FeO₄^2-～～～～6Fe²⁺，
                   1mol          3mol
                   n           0.1000mol/L×0.03L
則n=1.0×10^-3mol，
所以樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.0×1{0}^{-3}mol×\frac{250}{25}×198g/mol}{5.00g}$×100%=39.6%%；
故答案為：39.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備流程的理解應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用、有關(guān)方程式的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，熟練掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．