Question

鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物．
（1）要確定鐵的某氯化物FeCl_x的化學式，可用離子交換和滴定的方法．實驗中稱取0.54g的FeCl_x樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH^-的陰離子交換柱，使Cl^-和OH^-發(fā)生交換．交換完成后，流出溶液的OH^-用0.40mol/L的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0mL．計算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeCl_x中，x值：

 

；
（2）現(xiàn)有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物樣品，采用上述方法測得n（Fe）：n（C1）=1：2.1，則該洋品中FeCl₃的物質(zhì)的量分數(shù)為

 

．在實驗室中，F(xiàn)eCl₂可用鐵粉和

 

反應制備，F(xiàn)eCl₃可用鐵粉和

 

反應制備；
（3）FeCl₃與氫碘酸反應時可生成棕色物質(zhì)，該反應的離子方程式為

 

；
（4）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料．FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應可制取K₂FeO₄，其反應的離子方程式為

 

．與MnO₂-Zn電池類似，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，其電極反應式為

 

，該電池總反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算,原電池和電解池的工作原理,有關混合物反應的計算

專題：計算題,電化學專題

分析：（1）由離子交換關系，氫氧根離子物質(zhì)的量等于氯離子物質(zhì)的量等于氫離子物質(zhì)的量，據(jù)此計算0.54g FeCl_x中氯離子物質(zhì)的量計算x值；
（2）根據(jù)元素守恒計算氯化亞鐵和氯化鐵物質(zhì)的量之比，進而計算氯化鐵質(zhì)量分數(shù)；氯化亞鐵用鐵和稀酸反應生成，氯化鐵可以直接用鐵和氯氣反應得到；
（3）氯化鐵具有氧化性，碘化氫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成氯化亞鐵和碘單質(zhì)；
（4）用FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應制取K₂FeO₄，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，負極為鋅失電子發(fā)生氧化反應，電極反應Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；由產(chǎn)物和電子守恒可知正極反應：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；由正極反應和負極反應合并得到電池總反應式．

解答： 解：（1）n（Cl^-）=n（H⁺）=n（OH^-）=0.0250L×0.40 mol?L^-1=0.010 mol，則

0.54g

(56+35.5)g/mol

=0.010 mol，解得x=3，故答案為：3；
（2）設混合物中FeCl₂物質(zhì)的量為x，F(xiàn)eCl₃的物質(zhì)的量為y，則（x+y）：（2x+3y）=1：2.1，得到x：y=9：1，氯化鐵物質(zhì)的量分數(shù)=

1

1+9

×100%=10%；
在實驗室中，F(xiàn)eCl₂可用鐵粉和鹽酸反應得到，F(xiàn)eCl₃可用鐵粉和氯氣反應生成，
故答案為：10%；鹽酸；氯氣；
（3）氯化鐵具有氧化性，碘化氫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成氯化亞鐵和碘單質(zhì)，反應離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（4）用FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應制取K₂FeO₄，反應的離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
原電池的正極發(fā)生發(fā)生還原反應，正極電極反應式為：①FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；負極發(fā)生氧化反應，負極電極反應為：②Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂，①×2+②×3得到電池總反應為：3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4OH^-，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4OH^-．

點評：本題考查滴定計算、混合物計算、離子方程式、原電池的工作原理、電極反應式書寫等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．