Question

【題目】（題文）高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑。

（1）工業(yè)上的濕法制備方法是用KClO 與Fe(OH)3在KOH 存在下制得K2FeO4，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為_____________。

（2）實驗室用食鹽、廢鐵屑、硫酸、KOH等為原料，通過以下過程制備K2FeO4：

①操作(Ⅰ)的方法為在隔絕空氣條件下________、________、過濾、洗滌、隔絕空氣減壓干燥。

②寫出產(chǎn)生X氣體的化學(xué)方程式_______________________________________。

（3）測定某K2FeO4樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗步驟如下：

步驟1：準(zhǔn)確稱量1.0g樣品，配制100mL溶液；

步驟2：準(zhǔn)確量取25.00mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中；

步驟3：在強(qiáng)堿性溶液中，用過量CrO2－與FeO42－反應(yīng)生成Fe(OH)3和CrO42－；

步驟4：加稀硫酸，使CrO42－轉(zhuǎn)化為Cr2O72－，CrO2－轉(zhuǎn)化為Cr3+，F(xiàn)e(OH)3轉(zhuǎn)化為Fe3+；

步驟5：加入二苯胺磺酸鈉作指示劑，用0.1000mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(溶液顯紫紅色)，記下消耗(NH4)2Fe(SO4)溶液的體積，做3次平行實驗，平均消耗30.00mL的(NH4)2Fe(SO4)2溶液。

已知：K2Cr2O7水溶液顯黃色，滴定時發(fā)生的反應(yīng)為：6Fe2+＋Cr2O72－＋14H+==6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O。

①步驟2中準(zhǔn)確量取25.00mLK2FeO4溶液加入到錐形瓶中所用的儀器是________。

②寫出步驟3中發(fā)生反應(yīng)的例子方程式___________________________________。

③根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，測定該樣品中K2FeO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。（K2FeO4摩爾質(zhì)量為198g/mol）。

Answer 1

【答案】3：2蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶2Na2O2=2Na2O+O2酸式滴定管CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-79.2%

【解析】

（1）濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4），則FeO42-為產(chǎn)物，Fe（OH）3為反應(yīng)物，化合價升高總共3價，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，ClO-為反應(yīng)物，Cl-為生成物，化合價降低共2將，化合價升降最小公倍數(shù)為6，故Fe（OH）3的系數(shù)為2，F(xiàn)eO42-的系數(shù)為2，ClO-的系數(shù)為3，Cl-的系數(shù)為3，根據(jù)電荷守恒可知，OH-為反應(yīng)物，系數(shù)為4，由元素守恒可知H2O為生成物，其系數(shù)為5，離子方程式為：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3：2；（2）①操作（I）是溶液中得到硫酸亞鐵晶體的方法為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、隔絕空氣減壓干燥；②過程分析可知X為氧氣，根據(jù)流程可知由過氧化鈉分解而得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2=2Na2O+O2；（3）①K2FeO4溶液具有強(qiáng)氧化性，準(zhǔn)確量取25.00mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中應(yīng)在酸式滴定管中量��；

②在強(qiáng)堿性溶液中，用過量CrO2-與FeO42-反應(yīng)生成Fe（OH）3和CrO42-，鉻元素化合價+3價變化為+6價，鐵元素+6價變化為+3價，結(jié)合電子守恒和電荷守恒配平得到離子方程式為：CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-；③CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-；6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，得到定量關(guān)系為：

2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，

2 6

n 0.0300L×0.1000mol/L

n=0.001mol，

100mL溶液中含有0.001mol×=0.004mol，

測定該樣品中K2FeO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=79.2%。