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鐵是應用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。

(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式,可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54 g的FeClx樣品,溶解后先進行陽離子交換預處理,再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱,使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol·L-1的鹽酸滴定,滴至終點時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質的量,并求出FeClx中x值:________(列出計算過程)。

(2)現有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品,采用上述方法測得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,則該樣品中FeCl3的物質的量分數為________。在實驗室中,FeCl2可用鐵粉和________反應制備,FeCl3可用鐵粉和________反應制備。

(3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質,該反應的離子方程式為________________________。

(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4,其反應的離子方程式為________________________。與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應式為___________________,

該電池總反應的離子方程式為______________________________。


【解析】(1)n(Cl)=0.025 0 L×0.40 mol·L-1=0.010 mol

m(Fe)=0.54 g-0.010 mol×35.5 g·mol-1≈0.19 g

n(Fe)=0.19 g/56 g·mol-1≈0.003 4 mol

n(Fe)∶n(Cl)=0.003 4 mol∶0.010 mol≈1∶3,x=3

(2)設FeCl2、FeCl3的物質的量分別為x、y,則(x+y)/(2x+3y)=1∶2.1,解得,x∶y=9∶1,FeCl3的物質的量分數為0.10;鐵粉與鹽酸反應可制得FeCl2,鐵粉與氯氣反應可制得FeCl3。

(3)FeCl3與氫碘酸反應生成的棕色物質為碘單質,Fe3+被還原成Fe2+。

(4)FeCl3與NaClO反應時,ClO-被還原成Cl-。電池的正極反應,高鐵酸根被還原為Fe3+,因為溶液是堿性的,所以產物只能為Fe(OH)3,負極反應式為Zn-2e-====Zn2+,總反應方程式中氧化產物是Zn(OH)2。

答案:(1)n(Cl)=0.025 0 L×0.40 mol·L-1=0.010 mol

m(Fe)=0.54 g-0.010 mol×35.5 g·mol-1≈0.19 g

n(Fe)=0.19 g/56 g·mol-1≈0.003 4 mol

n(Fe)∶n(Cl)=0.003 4 mol∶0.010 mol≈1∶3,x=3

(2)0.10 鹽酸 氯氣

(3)2Fe3++2I-====2Fe2++I2(或2Fe3++3I-====2Fe2++)

(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-====2Fe+5H2O+3Cl-

Fe+3e-+4H2O====Fe(OH)3+5OH-

2Fe+8H2O+3Zn====2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-


練習冊系列答案
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⑦Fe3、郒NO3

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