Question

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______________________________。

Answer 1

【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-