Question

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)如下方案制備高鐵酸鉀：

（1）高鐵酸鉀中鐵元素的化合價(jià)為_______價(jià)，推測(cè)它具有的化學(xué)性質(zhì)是____ __。

（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-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，氧化劑是________。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________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FeO42-+CrO2-+2H2O====CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-，2CrO42-+2H+====Cr2O72-+H2O，Cr2O72-+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O

現(xiàn)稱取5.00 g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250 mL容量瓶中，定容，量取25.00 mL，再用稀硫酸酸化，用0.100 0 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00 mL。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__________；

 

Answer 1

（10分）（1）+6 強(qiáng)氧化性 （2）次氯酸鈉 大于 （3）39.6%

【解析】

試題分析：（1）高鐵酸鉀的化學(xué)式為K2FeO4，根據(jù)化學(xué)式中化合價(jià)的代數(shù)和為0可得Fe元素的化合價(jià)為+6；高鐵酸鉀中Fe元素處于最高價(jià)，則高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性。

（2）分析2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O中化合價(jià)的變化，ClO?中Cl元素由+1價(jià)降低為Cl?中的—1價(jià)，所以氧化劑為次氯酸鈉；根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行，2KOH+Na2FeO4=K2FeO4+2NaOH，所以高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度。

（3）根據(jù)離子方程式FeO42-+CrO2-+2H2O=CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-，2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得對(duì)應(yīng)關(guān)系：2FeO42?～2CrO2-～Cr2O72?～6Fe3+，可得FeO42?～3Fe2+，則25.00 mL 溶液中n（FeO42?）=1/3n（Fe2+）=1/3×0.100 0 mol·L-1×0.03L=0.001mol，則25oml中含F(xiàn)eO42?物質(zhì)的量為0.01mol，所以高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=0.01mol×198g/mol÷5g×100%=39.6%。

考點(diǎn)：本題考查氧化還原反應(yīng)原理、復(fù)分解反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算。