Question

（题文）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)的方法为在隔绝空气条件下________、________、过滤、洗涤、隔绝空气减压干燥。

②写出产生X气体的化学方程式_______________________________________。

（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)溶液的体积，做3次平行实验，平均消耗30.00mL的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液。

已知：K₂Cr₂O₇水溶液显黄色，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25.00mLK₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是________。

②写出步骤3中发生反应的例子方程式___________________________________。

③根据上述实验数据，测定该样品中K₂FeO₄的质量分数为___________。（K₂FeO₄摩尔质量为198g/mol）。

Answer

3：2蒸发浓缩冷却结晶2Na2O2=2Na2O+O2酸式滴定管CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-79.2%

【解析】

（1）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4），则FeO42-为产物，Fe（OH）3为反应物，化合价升高总共3价，由电子转移守恒可知，ClO-为反应物，Cl-为生成物，化合价降低共2将，化合价升降最小公倍数为6，故Fe（OH）3的系数为2，FeO42-的系数为2，ClO-的系数为3，Cl-的系数为3，根据电荷守恒可知，OH-为反应物，系数为4，由元素守恒可知H2O为生成物，其系数为5，离子方程式为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2；（2）①操作（I）是溶液中得到硫酸亚铁晶体的方法为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、隔绝空气减压干燥；②过程分析可知X为氧气，根据流程可知由过氧化钠分解而得，反应的化学方程式为2Na2O2=2Na2O+O2；（3）①K2FeO4溶液具有强氧化性，准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中应在酸式滴定管中量取；

②在强碱性溶液中，用过量CrO2-与FeO42-反应生成Fe（OH）3和CrO42-，铬元素化合价+3价变化为+6价，铁元素+6价变化为+3价，结合电子守恒和电荷守恒配平得到离子方程式为：CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-；③CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-；6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，得到定量关系为：

2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，

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n 0.0300L×0.1000mol/L

n=0.001mol，

100mL溶液中含有0.001mol×=0.004mol，

测定该样品中K2FeO4的质量分数=×100%=79.2%。