Question

[2012·課標(biāo)全國卷] （14分）鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價(jià)鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。

（1）要確定鐵的某氯化物為FeCl_x的化學(xué)式，可用離子交換和滴定的方法。實(shí)驗(yàn)中稱取0.54 g的FeCl_x樣品，溶解后先進(jìn)行陽離子交換預(yù)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0.40 mol·L^－1的鹽酸滴定，滴至終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸25.0 mL。計(jì)算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeCl_x中x值：________________(列出計(jì)算過程)；

（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(Cl)＝1∶2.1，則該樣品中FeCl₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________。在實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)eCl₂可用鐵粉和________反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl₃可用鐵粉和________反應(yīng)制備；

（3）FeCl₃與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成棕色物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為__________________；

（4）高鐵酸鉀(K₂FeO₄)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl₃與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K₂FeO₄，其反應(yīng)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(yīng)式為________________________，該電池總反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）n(Cl)＝0.0250 L×0.40 mol·L^－1＝0.010 mol

0.54 g－0.010 mol×35.5 g·mol^－1＝0.19 g

n(Fe)＝＝0.0034 mol

n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，x＝3

（2）0.10　鹽酸　氯氣

（3）2Fe^3＋＋2I^－===2Fe^2＋＋I(xiàn)₂(或2Fe^3＋＋3I^－===2Fe^2＋＋I(xiàn)₃^－)

（4）Fe^3＋＋3OH^－=== Fe(OH)_3，2Fe(OH)₃＋3ClO^－＋4OH^－===2FeO₄^2－＋5H₂O＋3Cl^－　FeO₄^2－＋3e^－＋4H₂O===Fe(OH)₃＋5OH^－　2FeO₄^2－＋8H₂O＋3Zn===2Fe(OH)₃＋3Zn(OH)₂＋4OH^－

【解析】（2）由題意得＝1:2.1，解得＝，故樣品中FeCl₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為＝0.10。

（3）Fe³⁺將I^－氧化成I₂（或I₃^－），書寫離子方程式時(shí)要注意氫碘酸為強(qiáng)酸，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺＋2I^－＝2Fe²⁺＋I(xiàn)₂。

（4）據(jù)化合價(jià)升降的總數(shù)相等及電荷守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式：Fe^3＋＋3OH^－=== Fe(OH)_3，2Fe(OH)₃＋3ClO^－＋4OH^－＝2FeO₄^2－＋5H₂O＋3Cl^－；類比MnO₂－Zn電池電極反應(yīng)式的書寫，K₂FeO₄－Zn電池負(fù)極反應(yīng)式為Zn＋2OH^－－2e^- ＝Zn(OH)₂，正極反應(yīng)式為FeO₄^2－＋4H₂O＋3e^- ＝Fe(OH)₃＋5OH^－，負(fù)極反應(yīng)式乘3與正極反應(yīng)式乘2相加得電池總反應(yīng)的離子方程式為3 Zn＋2FeO₄^2－＋8H₂O＝3Zn(OH)₂＋2Fe(OH)₃＋4OH^－。