Question

4．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(jìn)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(xué)式為FeCl₂；氧化劑Y的化學(xué)式為NaClO
（3）堿性條件下反應(yīng)①的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時(shí)，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，請根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理分析反應(yīng)發(fā)生的原因K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行
（5）K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．在提純K₂FeO₄時(shí)采用重結(jié)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(guān)反應(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，三次滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為18.93mL．則上述樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.1%．

Answer 1

分析 氯氣與鐵反應(yīng)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(yīng)生成次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，與氯化鐵溶液反應(yīng)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?yàn)镕e³⁺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(yīng)的產(chǎn)物是FeCl₃，X是FeCl₂；Cl₂與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO和NaCl，其中NaClO能做氧化劑；
（3）堿性條件下根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物及元素守恒和電荷守恒可寫出反應(yīng)①的離子方程式；
（4）根據(jù)溶解度大小分析可知，在反應(yīng)中溶解度小的物質(zhì)先析出，會促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行；
（5）K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應(yīng)：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(zhì)所以用稀KOH溶液，異丙醇易揮發(fā)；
（6）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）①氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽，易水解，做凈水劑是因?yàn)镕e³⁺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(yīng)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(yīng)的產(chǎn)物是FeCl₃，X是FeCl₂；Cl₂與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO和NaCl和水，其中NaClO能做氧化劑，則能氧化氯化鐵的是次氯酸鈉，所以Y為NaClO，
故答案為：FeCl₂；NaClO；
（3）堿性條件下根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物可知，反應(yīng)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(shí)，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄ =K₂FeO₄+2NaOH，反應(yīng)能發(fā)生的原因是K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；
故答案為：K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；
（5）K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應(yīng)：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(zhì)所以用稀KOH溶液（抑制水解平衡），異丙醇易揮發(fā)（減小溶解），
故選B；
（6）根據(jù)反應(yīng)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{6.31×1{0}^{-4}mol×\frac{250}{25}×198g/mol}{1.98g}$×100%=63.1%；
故答案為：63.1%．

點(diǎn)評 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，題目涉及的知識點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力，熟練掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．