Question

16．高鐵酸鉀是一種重要的綠色凈水劑，具有凈水和消毒雙重功能．某課外學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下方案制備高鐵酸鉀：

（1）高鐵酸鉀中鐵元素的化合價(jià)為+6，推測它具有的化學(xué)性質(zhì)是強(qiáng)氧化性．
（2）已知Fe₂O₃與KNO₃和KOH的混合物加熱共融也可制得高鐵酸鉀．完成并配平下列化學(xué)方程式：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH-□□+□KNO₂+□□
（3）將KOH加入含Na₂FeO₄的溶液中攪拌半小時(shí)，靜置，過濾粗產(chǎn)品，該過程發(fā)生的反應(yīng)為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，高鐵酸鈉的溶解度大于（填“大于”、“小于”或“等于”）高鐵酸鉀的溶解度．
（4）為測定含鐵溶液中鐵元素的總含量，實(shí)驗(yàn)操作：
①準(zhǔn)確量取20.00mL含鐵溶液于帶塞錐形瓶中，加入足量H₂O₂，待充分反應(yīng)后，加熱除去過量H₂O₂；
②加入過量KI充分反應(yīng)后，再用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00ml．已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂    I₂+2S₂0₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
①寫出滴定選用的指示劑淀粉，滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象溶液由藍(lán)色變無色且保持半分鐘不變色．
②溶液Ⅰ中鐵元素的總含量為5.6g•L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂沒有除盡，所測定的鐵元素的含量將會(huì)偏高 （填“偏高”“偏低”“不變”）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)高鐵酸鉀中氧元素化合價(jià)為-2價(jià)，鉀元素化合價(jià)為+1價(jià)，根據(jù)各元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到鐵元素的化合價(jià)；元素化合價(jià)處于最高價(jià)態(tài)時(shí)有影響，處于最低價(jià)態(tài)有還原性，中間價(jià)態(tài)既具有影響也具有還原性，據(jù)此推測；
（2）Fe₂O₃與KNO₃的反應(yīng)中，氮由+5價(jià)變?yōu)?3價(jià)，反應(yīng)要制得高鐵酸鉀，則鐵由+3價(jià)變?yōu)?6價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降了元素守恒可完成化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的條件可知，反應(yīng)是向更難溶的方向進(jìn)行；
（4）①反應(yīng)原理中有碘單質(zhì)生成和消耗，碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍(lán)色，可選淀粉為指示劑；當(dāng)?shù)鈫钨|(zhì)完全反應(yīng)后溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，據(jù)此判斷滴定終點(diǎn)；
②根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂、I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-找出關(guān)系式Fe³⁺～S₂O₃^2-，然后根據(jù)關(guān)系式計(jì)算出鐵離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出鐵元素含量；根據(jù)雙氧水對消耗S₂O₃^2-的物質(zhì)的量的影響判斷誤差．

解答 解：（1）在K₂FeO₄中，K元素的化合價(jià)為+1價(jià)，O元素的化合價(jià)為-2價(jià)，
設(shè)該化合物中Fe元素的化合價(jià)為x，
由化學(xué)式和化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零，則
（+1）×2+x+（-2）×4=0
解得x=+6
鐵元素處于最高價(jià)態(tài)應(yīng)有強(qiáng)氧化性，
故答案為：+6，強(qiáng)氧化性；
（2）Fe₂O₃與KNO₃的反應(yīng)中，氮由+5價(jià)變?yōu)?3價(jià)，反應(yīng)要制得高鐵酸鉀，則鐵由+3價(jià)變?yōu)?6價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降了元素守恒可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，
故答案為：1、3、4、2K₂FeO₄、3、2H₂O；
（3）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，能進(jìn)行說明生成了更難溶的物質(zhì)，所以高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度，
故答案為：大于；
（4）①Fe³⁺氧化I^-生成I₂，淀粉遇碘變藍(lán)，選擇淀粉溶液作指示劑；當(dāng)加入最后一滴硫代硫酸鈉溶液時(shí)，藍(lán)色消失，且半分鐘不變色說明是終點(diǎn)，
故答案為：淀粉；溶液由藍(lán)色變無色且保持半分鐘不變色；
②由2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂、I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-可得：Fe³⁺～S₂O₃^2-，則n（Fe³⁺）=n（S₂O₃^2-）=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，鐵元素總含量為$\frac{56g/mol×0.002mol}{0.02L}$=5.6g/L；H₂O₂也能氧化I^-生成I₂，所以若過氧化氫沒有除盡，則消耗硫代硫酸鈉溶液體積偏大，所測結(jié)果偏高，
故答案為：5.6；偏高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備流程的理解應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作、氧化還原反應(yīng)配平、物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用、有關(guān)方程式的計(jì)算等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和對基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，熟練掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．