Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂。

（1）工业上的湿法制备方法是用KClO与Fe（OH）₃在KOH存在下制得K₂FeO₄，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________________。

（2）实验室用食盐、废铁屑、硫酸、KOH等为原料，通过以下过程制备K₂FeO₄：

①操作（Ⅰ）的方法为_________________，隔绝空气减压干燥。

②检验产生X气体的方法是________________。

③最终在溶液中得到K₂FeO₄晶体利用的原理是____________________。

（3）测定某K₂FeO₄样品的质量分数，实验步骤如下：

步骤1：准确称量1.0g样品，配制100mL溶液，

步骤2：准确量取25.00mL K₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中

步骤3：在强碱性溶液中，用过量CrO₂^－与FeO₄^2－反应生成Fe（OH）₃和CrO₄^2－

步骤4：加稀硫酸，使CrO₄^2－转化为Cr₂O₇^2－，CrO₂^－转化为Cr³⁺，Fe（OH）₃转化为Fe³⁺

步骤5：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.1000mol·L^－1 （NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定至终点（溶液显紫红色），记下消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液的体积，做3次平行实验，平均消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液的体积30.00 mL。

已知：滴定时发生的反应为：6Fe²⁺＋Cr₂O₇^2－＋14H⁺=6Fe³⁺＋2Cr³⁺＋7H₂O。

①步骤2中准确量取25.00mL K₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是______________。

②写出步骤3中发生反应的离子方程式__________________________。

③步骤5中能否不加指示剂_________，原因是________________。

④根据上述实验数据，测定该样品中K₂FeO₄的质量分数为__________。

（4）配制0.1mol·L^-1的K₂FeO₄，调节溶液pH，含铁离子在水溶液中的存在形态如图所示。下列说法正确的是__________ （填字母）。 

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

B．向pH＝10的这种溶液中加硫酸铵，则HFeO₄^－的分布分数逐渐增大

C．向pH＝1的溶液中加HI溶液，发生反应的离子方程式为：H₂FeO₄＋H⁺＝H₃FeO₄^＋

D．将K₂FeO₄晶体溶于水，水溶液呈弱碱性

Answer

3：2 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 用带火星的木条接触气体 K2FeO4在0℃时的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小 酸式滴定管 CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe（OH）3↓＋CrO42－＋OH－ 否，因为K2Cr2O7溶液为橙色、Fe3+的溶液为黄色，颜色变化不明显 0.792（或79.2%） A D

【解析】（1）本题考查氧化还原反应得失电子守恒，根据得失电子数目守恒，即n(KClO)×2=n[Fe(OH)3]×3，n(KClO)：n[Fe(OH)3]=3:2；（2）本题考查物质的制备，①从FeSO4溶液中得到FeSO4固体，操作I的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到FeSO4；②发生反应是2FeSO4＋6Na2O2=2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，气体X为O2，用带火星的木条接触气体，如果带火星的木条复燃，说明是氧气；③利用K2FeO4在0℃时的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小；（3）本题考查滴定实验，①K2FeO4具有氧化性，能腐蚀橡胶，因此不能用带橡胶的碱式滴定管，步骤2中准确量取25.00mLK2FeO4溶液加入到锥形瓶中，所用的仪器应是酸式滴定管；②步骤3中发生反应是CrO2－＋FeO42－→Fe(OH)3↓＋CrO42－，Cr的化合价由＋3价→＋6价，化合价升高3价，Fe的化合价由＋6价→＋3价，化合价降低3价，最小公倍数为3，根据原子守恒和电荷守恒，配平其他，即离子反应方程式为：CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－＋OH－；③因为K2Cr2O7溶液为橙色、Fe3＋的溶液为黄色，颜色变化不明显，因此需要加指示剂；④根据反应方程式，建立关系式：6(NH4)2Fe(SO4)2～Cr2O72－～2CrO2－～2FeO42－，n(K2FeO4)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]/3=30×10－3×0.1/3mol=0.001mol，K2FeO4的质量为0.001×198g=0.198g，其质量分数为0.198×4/1×100%=79.2%；（4）本题考查物料守恒等知识，A、由图中曲线可知，溶液pH=2时，不存在FeO42－，因此有c(H3FeO4+)＋c(H2FeO4)＋c(HFeO4－)=0.1mol·L－1，故正确；B、向pH=10的溶液中加硫酸铵，溶液的pH逐渐减小，HFeO4－的分布分数逐渐增大，若加入硫酸铵较多，溶液酸性较强，则HFeO4－的分布分数先增大后逐渐减小，故错误；C、向pH=1的溶液中加HI溶液，HI具有还原性，H2FeO4有氧化性，发生氧化还原反应，故错误；D、pH=7时，HFeO4－和FeO42－共存，将K2FeO4晶体溶于水，FeO42－水解成HFeO4－，因此水溶液显碱性，故正确。