Question

【題目】以廢鐵屑(含有少量鎳)制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的流程如下圖所示：

已知：25℃時(shí)，一些金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH如下表所示：

M(OH)m	PH
	開始沉淀	沉淀完全
Fe (OH)3	2.53	2.94
Ni(OH)2	7.60	9.75

(1)K2FeO4中鐵元素的化合價(jià)為________________。

(2)“堿液洗滌”的目的是除去鐵屑表面的油污，實(shí)際一般選用Na2CO3溶液除污，選用Na2CO3溶液除污的原理是____________________________(用離子方程式表示)。

(3)步驟③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。

(4)步驟⑤是將Fe(OH)3固體氧化為Na2FeO4，同時(shí)NaClO轉(zhuǎn)化為NaCl。則生成1mol Na2FeO4消耗NaClO的質(zhì)量為______g；步驟④調(diào)節(jié)pH的范圍是_______。

(5)用滴定法測定所制粗K2FeO4的純度(雜質(zhì)與KI不反應(yīng))：取0.220g粗K2FeO4樣品，加入足量硫酸酸化的KI溶液，充分反應(yīng)后，用0.200mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2，滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。涉及的反應(yīng)有：FeO42－＋4I－＋8H＋＝Fe2＋＋2I2＋4H2O，2S2O32－＋I2＝S4O62－＋2I－。

①滴定時(shí)選用的指示劑為______，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為_____________。

②粗K2FeO4的純度為_____________。

Answer 1

【答案】+6 CO32－+ H2OHCO3－+ OH－，HCO3－+ H2OH2CO3 + OH－（寫出第1 步即可） 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－ 111.75 2. 94~7.60 淀粉 當(dāng)最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不復(fù)原 90.0%

【解析】

由題給流程可知，用碳酸鈉溶液除去鐵屑表面的油污后，加入適量鹽酸溶解廢鐵屑，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，再通入氯氣，氯氣將氯化亞鐵氧化為氯化鐵，調(diào)節(jié)溶液pH，使氯化鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾；向過濾所得氫氧化鐵中加入氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液，在堿性條件下，氫氧化鐵被次氯酸鈉氧化為高鐵酸鈉，向高鐵酸鈉溶液中加入飽和氫氧化鉀溶液，過濾得粗高鐵酸鉀。

（1）由化合價(jià)代數(shù)和為零可知，高鐵酸鉀中鐵元素為+6價(jià)，故答案為：+6；

（2）碳酸鈉在溶液中水解使溶液呈堿性，可以除去鐵屑表面的油污，水解的離子方程式為CO32－+ H2O HCO3－+ OH－，HCO3－+ H2O H2CO3 + OH－，故答案為：CO32－+ H2O HCO3－+ OH－，HCO3－+ H2O H2CO3 + OH－；

（3）步驟③發(fā)生的反應(yīng)為氯氣將氯化亞鐵氧化為氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－，故答案為：2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－；

（4）步驟⑤的反應(yīng)是在堿性條件下，氫氧化鐵被次氯酸鈉氧化為高鐵酸鈉，由得失電子數(shù)目守恒可得n（NaClO）×2=n（Na2FeO4）×3，解得n（NaClO）=1.5mol，則NaClO的質(zhì)量為1.5mol×74.5g/mol=111.75g；步驟④調(diào)節(jié)pH的目的是使氯化鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，而Ni2+不轉(zhuǎn)化為沉淀，由題給數(shù)據(jù)可知，pH的范圍是2. 94~7.60，故答案為：111.75；2. 94~7.60；

（5）①由題給方程式可知，滴定時(shí)是用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2，則應(yīng)選用淀粉溶液做指示劑，滴定前溶液呈藍(lán)色，當(dāng)單質(zhì)碘完全反應(yīng)時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不復(fù)原，故答案為：淀粉；當(dāng)最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不復(fù)原；

②由題給方程式可得如下關(guān)系：K2FeO4—2I2—4Na2S2O3，則n（Na2FeO4）===0.001mol，則粗K2FeO4的純度為×100%=90.0%，故答案為：90.0%。