Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑。

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

（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_______________，隔絕空氣減壓干燥。

②檢驗產生X氣體的方法是_____________。

③最終在溶液中得到K2FeO4晶體利用的原理是_____________。

（3）測定某K2FeO4樣品的質量分數，實驗步驟如下：

步驟1：準確稱量1.0g樣品，配制100mL溶液；

步驟2：準確量取25.00mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中；

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

步驟4：加稀硫酸，使CrO42－轉化為Cr2O72－，CrO2－轉化為Cr3+，Fe(OH)3轉化為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標準溶液滴定至終點(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30.00 mL的(NH4)2Fe(SO4)2溶液。

已知：滴定時發生的反應為：6Fe2+＋Cr2O72－＋14H+==6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O。

①步驟2中準確量取25.00mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中所用的儀器是________。

②寫出步驟3中發生反應的離子方程式________________________。

③步驟5中能否不加指示劑______（填“能”或“否”），原因是___________。

④根據上述實驗數據，測定該樣品中K2FeO4的質量分數為__________。

（4）配制0.1mol·L－1的K2FeO4，調節溶液pH，含鐵離子在水溶液中的存在形態如圖所示。下列說法正確的是_________(填字母)。

A．pH=2時，c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4－)=0.1mol·L－1

B．向pH=10的這種溶液中加硫酸銨，則HFeO4－的分布分數逐漸增大

C．向pH=1的溶液中加HI溶液，發生反應的離子方程式為：H2FeO4＋H+==H3FeO4＋

D．將K2FeO4晶體溶于水，水溶液呈弱堿性

Answer 1

【答案】 3∶2 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌 用帶火星的木條接觸氣體，若木條復燃，則該氣體為氧氣 K2FeO4在0℃時的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小 酸式滴定管 CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－＋OH－ 否 因為K2Cr2O7溶液為橙色、Fe3+的溶液為黃色，顏色變化不明顯 0.792 (或79.2%) AD

【解析】本題主要考查鐵的化合物的性質。

（1）KClO轉化為KCl，氯的化合價降低2，Fe(OH)3轉化為K2FeO4，鐵的化合價升高3，所以該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為3:2。

（2）①操作(Ⅰ)的方法為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌，隔絕空氣減壓干燥。

②X是氧氣，檢驗產生X氣體的方法是用帶火星的木條接觸氣體，若木條復燃，則該氣體為氧氣。

③最終在溶液中得到K2FeO4晶體利用的原理是K2FeO4在0℃時的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小。

（3）①步驟2中準確量取25.00mL K2FeO4溶液加入到錐形瓶中所用的儀器是酸式滴定管。

②步驟3中發生反應的離子方程式為CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－。

③步驟5中能否不加指示劑：否，因為K2Cr2O7溶液為橙色、Fe3+的溶液為黃色，顏色變化不明顯。

④根據CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－和6Fe2+＋Cr2O72－＋14H+==6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O可得FeO42－～3Fe2+，消耗(NH4)2Fe(SO4)2的物質的量為0.1000 mol L -1 ×0.03000L=0.03000mol，所以K2FeO4的物質的量為0.001000mol，該樣品中K2FeO4的質量分數為(0.001000×198×4)g/1.0g=0.792(或79.2%)。

（4）A．pH=2時，存在H3FeO4+、H2FeO4、HFeO4－，所以c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4－)=0.1mol·L－1，故A正確；B．向pH=10的這種溶液中加硫酸銨， +OH－=NH3·H2O，pH增大，所以HFeO4－的分布分數不會增大，故B錯誤；C．向pH=1的溶液中加HI溶液，還原性較強的I-與+6價鐵發生氧化還原反應，故C錯誤； D．將K2FeO4晶體溶于水，FeO42－＋H2O HFeO4－+OH－，所以水溶液呈弱堿性，故D正確。故選AD.