Question

9．已知鐵的化合物之間有如下轉化關系：
Fe²⁺$?_{④}^{①}$Fe³⁺$?_{③}^{②}$FeO₄^2-（高鐵酸根離子）
請回答下列有關問題：
（1）Fe與過量稀鹽酸反應可以制取FeCl₂，若用反應所得的酸性溶液，實現上述①的轉化，要求產物純凈，可選用的試劑是c（選填序號）；
a．KMnO₄      b．HNO₃         c．H₂O₂
（2）硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝，精礦在陽極浸出的反應比較復雜，其中有一主要反應：
CuFeS₂+4Fe³⁺═Cu²⁺+5Fe²⁺+2S（CuFeS₂中S為-2價）則下列說法正確的是c（選填序號）；
a．從物質分類的角度看，黃銅礦屬于合金           
b．Cu²⁺和S是氧化產物
c．當轉移1mol電子時，46gCuFeS₂參加反應
d．反應中，CuFeS₂既作氧化劑又作還原劑
（3）在FeCl₃、CuCl₂混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應完全后將固體濾出．
①若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe²⁺，一定不含的陽離子是Fe³⁺．
②若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定不含的陽離子是Cu²⁺和Fe³⁺．
（4）高酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效的綠色水處理劑，和水發(fā)生水解反應生成Fe（OH）₃膠體等物質，寫出FeO₄^2-和H₂O反應的離子方程式4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-．高酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒．（用簡潔的名詞描述即可）

Answer 1

分析 （1）要使產物純凈，必須物質間發(fā)生反應后，沒有雜質生成，根據物質的性質及是否引進雜質確定選項；
（2）根據合金的定義、化合價的升降、發(fā)生反應的物質與轉移電子之間的關系判斷；
（3）在FeCl₃、CuCl₂混合溶液中，加入一定量的鐵屑，則鐵能與氯化鐵和氯化銅溶液反應，反應先后順序是：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu，據此回答；
（4）高鐵酸鉀（ K₂FeO₄）中Fe的化合價是+6價，具有強氧化性，能殺菌消毒，FeO₄^2-和H₂O發(fā)生水解反應生成Fe（OH）₃膠體，能吸附水中雜質．

解答 解：（1）要使產物純凈，必須物質間發(fā)生反應后，沒有雜質生成；
a、KMnO₄有氧化性，能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但同時有錳離子生成，所以有雜質生成，故a錯誤；
b、硝酸能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但溶液中還有雜質硝酸根離子，故b錯誤；
c、雙氧水能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，同時有水生成，水是原溶液的成分，所以不是雜質，故c正確；
故答案為：c；    
（2）a、合金是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經一定方法所合成的具有金屬特性的物質，所以黃銅礦不是合金，故a錯誤；
b、CuFeS₂+4Fe³⁺═Cu²⁺+5Fe²⁺+2S反應中Cu化合價不變，所以Cu²⁺不是氧化產物，故b錯誤；
c、CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+2S  轉移電子4
      184g                                         4mol
       46g                                         1mol 
故c正確；                     
d、CuFeS₂中只有S元素的化合價只有升高，其他元素的化合價不變，所以CuFeS₂只作還原劑，故d錯誤；
故選c；
（3）在FeCl₃、CuCl₂混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應先后順序是：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu．
①若濾出的固體只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe²⁺，也可能含Cu²⁺，一定不含Fe³⁺，故答案為：Fe²⁺；Fe³⁺；
②若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe²⁺，一定不含Cu²⁺和Fe³⁺，故答案為：Cu²⁺和Fe³⁺；
（4）高鐵酸鉀（ K₂FeO₄）中Fe的化合價是+6價，具有強氧化性，能殺菌消毒，FeO₄^2-和H₂O發(fā)生水解反應生成Fe（OH）₃膠體，能吸附水中雜質，離子方程式為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-，所以高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒，故答案為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-；凈水；消毒．

點評 本題考查了鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉化，題目難度中等，依據金屬活動性順序以及離子的氧化性順序是解題的關鍵，離子方程式的配平是本題的難點．