Question

氯化鐵和高鐵酸鉀都是常見的水處理劑。下圖為制備氯化鐵及進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______________________；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蝕銅印刷線路板____________________________。
（2）吸收劑X的化學式為              　　    ；氧化劑Y的化學式為________________。
（3）堿性條件下反應①的離子方程式為____________________________________。
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時，靜置，抽濾獲得粗產品。該反應的化學方程式為
2KOH＋Na₂FeO₄＝K₂FeO₄＋2NaOH，請根據復分解反應原理分析反應發生的原因_________。
（5）K₂FeO₄在水溶液中易發生反應：4FeO₄^2-+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^-+3O₂↑。在提純K₂FeO₄時采用重結晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用      （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，有關反應離子方程式為：
①FeO₄^2-＋CrO₂^-＋2H₂OCrO₄^2-＋Fe(OH)₃↓＋OH^-
②2CrO₄^2-＋2H^＋Cr₂O₇^2-＋H₂O
③Cr₂O₇^2-＋6Fe^2＋＋14H^＋2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
現稱取1．980 g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，充分反應后過濾，濾液定容于250 mL容量瓶中。每次取25．00 mL加入稀硫酸酸化，用0．1000 mol/L的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂標準溶液滴定，三次滴定消耗標準溶液的平均體積為18．93 mL。則上述樣品中高鐵酸鉀的質量分數為            。

Answer 1

（1）① Fe³⁺ + 3H₂O Fe(OH)₃(膠體) + 3H⁺（2分）
② 2Fe³⁺ + Cu＝2Fe²⁺ + Cu²⁺（2分）（2）FeCl₂；NaClO（各1分）
（3）2Fe^3＋＋3ClO^－＋10OH^－＝2FeO₄^2－＋3Cl^－＋5H₂O（2分）
（4）K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進反應進行（2分）（5）B（2分）（6）63．1%（2分）

試題分析：（1）鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體具有吸附性可以作凈水劑，其原理可表示為Fe³⁺ + 3H₂O Fe(OH)₃(膠體) + 3H⁺。
②鐵離子具有氧化性，能氧化金屬銅，則用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蝕銅印刷線路板的原理可表示為2Fe³⁺ + Cu＝2Fe²⁺ + Cu²⁺。
（2）吸收劑X能吸收尾氣氯氣生成氯化鐵溶液，因此X應該是氯化亞鐵，化學式為FeCl₂。氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，則能氧化氯化鐵的是次氯酸鈉，化學式為NaClO。
（3）反應①是利用次氯酸鈉氧化氯化鐵制備高鐵酸鈉，根據電子得失守恒以及原子守恒可知，反應的離子方程式為2Fe^3＋＋3ClO^－＋10OH^－＝2FeO₄^2－＋3Cl^－＋5H₂O。
（4）要發生復分解反應則必須滿足有揮發性物質或難電離物質或難溶性物質，因此根據方程式2KOH＋Na₂FeO₄＝K₂FeO₄＋2NaOH可知，該反應之所以能發生是由于K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進反應進行。
（5）根據方程式4FeO₄^2-+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^-+3O₂↑可知，提純K₂FeO₄應該抑制該反應，所以最好的試劑是稀KOH溶液（抑制平衡）、異丙醇（減小溶解），答案選B。
（6）根據反應①②③可知
FeO₄^2-～～～～～6Fe^2＋
1mol           3mol
n      0．1000 mol/L×0．01893L
解得n＝6．31×10^－4mol
則上述樣品中高鐵酸鉀的質量分數＝×100%＝63．1%