Question

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3n/2]_m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：

（1）若A为H₂O(g)，写出反应方程式：_______________________________；

（2）若B为NaClO₃与稀硫酸，写出其氧化Fe²⁺的离子方程式(还原产物为Cl^-)___________________；

（3）若C为KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾(K₂FeO₄)的化学方程式，并配平：

□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH□_________+□KNO₂+□__________

（4）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH＜3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用0.1000mol・L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．

已知：

2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂            

I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₄^2-

①滴定选用的指示剂及滴定终点观察到的现象_______________________________；

②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为____________g・L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

Answer

(每空2分)（1）3Fe+4H2O(g)Fe304+4H2(不写条件扣1分)

（2）6Fe2++ClO3﹣+6H+═6Fe3++Cl﹣+3H2O

（3）1、3、2、K2FeO4、3、H2O （4）①淀粉；溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色

②5.6 偏高

【解析】

试题分析（1）Fe与水蒸气在高温下反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe304+4H2；

（2）根据题中流程可知，四氧化三铁与硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁，在溶液Ⅰ中含有亚铁离子，酸性条件下，ClO3-氧化Fe2+为Fe3+，本身被还原为Cl-，根据化合价升降相等配平，配平后的离子方程式为：6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O

（3）KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得K2FeO4，则缺项中有一种为K2FeO4，K2FeO4中铁元素化合价为+6，则亚铁离子从+3价变为+6价，化合价升高3价，化合价至少升高3×2=6价；KNO3中N元素从+5降为KNO2中的+3价，化合价降低2价，则化合价最小公倍数为6，所以氧化铁的系数为1，KNO3的系数为3，然后根据质量守恒定律配平，配平后的方程式为：Fe2O3+3KNO3+2KOH=K2FeO4+3KNO2+H2O；

（4）①Fe3+氧化I-生成I2，淀粉遇碘变蓝，选择淀粉溶液作指示剂；当加入最后一滴硫代硫酸钠溶液时，蓝色消失，且半分钟不变色说明是终点，

故答案为：淀粉；溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色；

②由2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-可得：Fe3+～S2O32-，则n(Fe3+)=n(S2O32-)=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，铁元素总含量为：=5.6g/L；H2O2也能氧化I-生成I2，所以若过氧化氢没有除尽，则消耗硫代硫酸钠溶液体积偏大，所测结果偏高。

考点：考查物质的制备方案的设计、常见离子的检验、氧化还原反应配平、化学计算等。