Question

【題目】聚合硫酸鐵簡稱聚鐵[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m(n>2，m≤10)，是一種高效的無機(jī)高分子混凝劑、凈水劑。實(shí)驗(yàn)室利用硫酸亞鐵制取聚合硫酸鐵的主要流程如圖：

（1）FeSO4溶液顯弱酸性的原因是_____(用離子方程式表示)。

（2）加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH的作用是：①_____；②_____。

（3）寫出加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_____。

（4）測定聚鐵中含鐵量的方法為把聚鐵溶于過量酸中，先用過量的SnCl2將Fe3+還原成Fe2+，再加入HgCl2溶液除去過量的SnCl2，然后用標(biāo)準(zhǔn)的K2Cr2O7溶液(先加入幾滴試亞鐵靈指示劑)滴定溶液中的Fe2+。此過程發(fā)生的部分反應(yīng)為：Sn2++2Hg2++8Cl-=Hg2Cl2↓+SnCl6，Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

①用HgCl2除去過量的SnCl2的目的是_____。

②稱取聚鐵質(zhì)量為10.00g配成100.0mL溶液，取出20.00mL，經(jīng)上述方法處理后，用0.1000mol·L-1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液12.80mL。則聚鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____%。

（5）某高效凈水劑是由K2FeO4得到的，工業(yè)上以硫酸鐵溶液、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K2FeO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

Answer 1

【答案】Fe2++H2OFe(OH)2+2H+ 抑制Fe2+水解 提高H2O2的氧化能力(或促進(jìn)Fe2+被氧化) 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 防止滴定過程中由于Sn2+同時(shí)還原Cr2O72-而造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差 21.5% Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O

【解析】

（1）亞鐵離子發(fā)生水解，破壞水的電離平衡使溶液呈酸性；

（2）根據(jù)亞鐵離子在溶液中易水解及酸性條件下雙氧水的氧化性增強(qiáng)進(jìn)行分析；

（3）雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)�亞鐵離子氧化成鐵離子，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；

（4）①根據(jù)Sn2+能夠還原而造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行判斷；

②根據(jù)關(guān)系式6Fe2+～計(jì)算出亞鐵離子物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒和原子守恒寫出其化學(xué)方程式。

（1）溶液中Fe2+離子發(fā)生水 Fe2++2H2O2H++Fe(OH)2，破壞水的電離平衡，溶液呈酸性，故答案為：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+；

（2）亞鐵離子在溶液中容易發(fā)生水解，加入濃硫酸，增大溶液中氫離子，可以抑制Fe2+水解，下一步需要加入雙氧水氧化亞鐵離子，雙氧水在酸性條件下氧化性增強(qiáng)，加入濃硫酸后可以提高雙氧水的氧化能力，故答案為：抑制Fe2+水解；提高H2O2的氧化能力（或促進(jìn)Fe2+被氧化）；

（3）硫酸亞鐵溶液中加入雙氧水后，亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；

（4）①Sn2+能夠被氧化，所以為防止滴定過程中由于Sn2+同時(shí)還原而造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差，需要用HgCl2除去過量的SnCl2，故答案為：防止滴定過程中由于Sn2+同時(shí)還原而造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差；

② 由可知：

，解得n=0.00768mol，故聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：=21.5%；

（5）硫酸鐵被氧化成高鐵酸鉀，鐵元素化合價(jià)升高3價(jià)，次氯酸鉀被還原為氯化鉀，氯元素化合價(jià)降低2價(jià)，故反應(yīng)方程式中硫酸鐵與次氯酸鉀的系數(shù)之比為1:3，根據(jù)原子守恒配平其方程式為：Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O。