Question

2011年3月，日本发生9级地震，地震引发海啸及伤亡。灾区重建面临多种困难，其中饮水安全是重要问题之一。高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂，具有净水和消毒双重功能。某课外学习小组设计如下方案制备高铁酸钾：

（1）高铁酸钾中铁元素的化合价为_______价，推测它具有的化学性质是____      __。

（2）在次氯酸钠(NaClO，84消毒液的主要成分)溶液中加入烧碱固体形成碱性环境，将研磨的硝酸铁少量多次地加入到上述溶液中，冰浴中反应1h。发生的离子反应为2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，氧化剂是________。将KOH加入到反应后的溶液搅拌半小时。静置，抽滤粗产品。该反应的化学方程式为2KOH+Na₂FeO₄====K₂FeO₄+2NaOH。根据复分解反应原理，高铁酸钠的溶解度________高铁酸钾的溶解度(填“大于”、“小于”或“等于”)。

（3）在强碱性溶液中，高铁酸钾能将亚铬酸盐(KCrO₂)氧化为铬酸盐(K₂CrO₄)，生成的铬酸盐溶液酸化后，得到的重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)用Fe(Ⅱ)的标准溶液滴定，以二苯胺磺酸钠为指示剂。到达滴定终点时，溶液由紫色变为淡绿色(+6价铬转化成+3价铬)。有关离子方程式为FeO₄^2-+CrO₂^-+2H₂O====CrO₄^2-+Fe(OH)₃↓+OH^-，2CrO₄^2-+2H⁺====Cr₂O₇^2-+H₂O，Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺====2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

现称取5.00 g高铁酸钾样品于烧杯中，加入适量氢氧化钾溶液，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后，转移到250 mL容量瓶中，定容，量取25.00 mL，再用稀硫酸酸化，用0.100 0 mol·L^-1的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，用去标准溶液30.00 mL。计算上述实验制得的样品中，高铁酸钾的质量分数为__________；

Answer

（10分）（1）+6 强氧化性 （2）次氯酸钠 大于 （3）39.6%

【解析】

试题分析：（1）高铁酸钾的化学式为K2FeO4，根据化学式中化合价的代数和为0可得Fe元素的化合价为+6；高铁酸钾中Fe元素处于最高价，则高铁酸钾具有强氧化性。

（2）分析2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O中化合价的变化，ClO‾中Cl元素由+1价降低为Cl‾中的—1价，所以氧化剂为次氯酸钠；根据复分解反应原理，反应向更难溶的方向进行，2KOH+Na2FeO4=K2FeO4+2NaOH，所以高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度。

（3）根据离子方程式FeO42-+CrO2-+2H2O=CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-，2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得对应关系：2FeO42‾～2CrO2-～Cr2O72‾～6Fe3+，可得FeO42‾～3Fe2+，则25.00 mL 溶液中n（FeO42‾）=1/3n（Fe2+）=1/3×0.100 0 mol·L-1×0.03L=0.001mol，则25oml中含FeO42‾物质的量为0.01mol，所以高铁酸钾的质量分数=0.01mol×198g/mol÷5g×100%=39.6%。

考点：本题考查氧化还原反应原理、复分解反应、化学计算。