精英家教網(wǎng)亞鐵鹽、鐵鹽、高鐵酸鹽等鐵的重要化合物之間可以相互轉(zhuǎn)化（見圖）．利用轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的特征變化，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)或能量的轉(zhuǎn)化，還用于化學(xué)的定性或定量研究．
已知FeO42-只能在強(qiáng)堿性介質(zhì)中穩(wěn)定存在，在酸性介質(zhì)或水中不穩(wěn)定：
4FeO42-+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O；4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH-
請利用下列用品：FeCl2溶液（淺綠色）、FeCl3溶液（黃色）、Na2FeO4溶液（紫紅色）、鐵粉、KSCN溶液、NaOH溶液、NaClO溶液、鹽酸、氯水、蒸餾水及必要的實(shí)驗(yàn)儀器．完成下列任務(wù)：
（1）設(shè)計(jì)一個實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①（由FeCl2溶液制FeCl3固體）或④（由FeCl3溶液制FeCl2固體）的實(shí)驗(yàn)方案（要求產(chǎn)物純凈），你選擇
 
（填：①或④），其簡要實(shí)驗(yàn)步驟為：
 
．
（2）在濃堿中，用NaClO可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化②，請完成這一反應(yīng)的離子方程式：
3ClO-+2Fe（OH）3+
 
=2FeO42-+
 
+5H2O
（3）一種新型高能堿性電池利用了轉(zhuǎn)化③將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能．該電池由電解質(zhì)（KOH水溶液）、K2FeO4、金屬鋅及必要的填充材料構(gòu)成．請完成該電池放電時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2K2FeO4+
 
+8H2O═2Fe（OH）3+3Zn （OH）2+
 
．
（4）高鐵酸鹽是比高錳酸鹽更強(qiáng)的氧化劑，它還是一種“綠色、環(huán)保、高效”凈水劑，具有很好的殺菌效果、形成絮凝物將水中的懸浮雜質(zhì)除去．說它是“綠色環(huán)保高效”凈水劑的原因是
 
．
分析：（1）先選擇①（由FeCl2溶液制FeCl3固體）或④（由FeCl3溶液制FeCl2固體）轉(zhuǎn)化反應(yīng)，然后根據(jù)反應(yīng)制定實(shí)驗(yàn)方案；
（2）根據(jù)化合價變化判斷反應(yīng)后氯元素化合價，再根據(jù)質(zhì)量守恒判斷反應(yīng)物中的未知物；
（3）根據(jù)題中信息可知反應(yīng)物為鋅，根據(jù)質(zhì)量守恒判斷出生成物及計(jì)量數(shù)；
（4）根據(jù)高鐵酸鹽是比高錳酸鹽更強(qiáng)的氧化劑，能夠殺菌消毒，且反應(yīng)后生成產(chǎn)物為鐵離子，鐵離子能夠水解生成氫氧化鐵膠體能夠凈水等方面分析．
解答：解：（1）若選①在氯化亞鐵溶液中加入過量氯水蒸發(fā)濃縮后，滴入少量稀鹽酸使紅棕色溶液變?yōu)辄S色（消除加熱后水解生成的氫氧化鐵），然后降溫結(jié)晶，過濾可得氯化鐵固體；若選④，在三氯化鐵溶液中加入過量的鐵粉，充分反應(yīng)后過濾，濾液在氯化氫的蒸氣中蒸干，可得氯化亞鐵固體，
故答案為：①；在氯化亞鐵溶液中加入過量氯水蒸發(fā)濃縮后，滴入少量稀鹽酸使紅棕色溶液變?yōu)辄S色（消除加熱后水解生成的氫氧化鐵），然后降溫結(jié)晶，過濾可得氯化鐵固體；
（2）反應(yīng)方程式中鐵元素化合價升高了：（6-3）×2=6，設(shè)氯元素反應(yīng)后化合價為x，氯元素化合價降低：3（1-x），反應(yīng)方程式中化合價升高和降低應(yīng)該相等，即：3（1-x）=6，x=-1價，反應(yīng)后次氯酸被還原成了氯離子，氯離子計(jì)算量為3，再根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒可知，反應(yīng)物為氫氧根離子，計(jì)算量為4，
故答案為：4OH-；3Cl-；
（3）一種新型高能堿性電池利用了轉(zhuǎn)化③將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，該電池由電解質(zhì)（KOH水溶液）、K2FeO4、金屬鋅及必要的填充材料構(gòu)成，所以反應(yīng)物為鐵酸鉀和金屬鋅，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，金屬鋅的計(jì)量數(shù)為3，生成物中未知物為氫氧化鉀，計(jì)量數(shù)為4，
故答案為：3Zn；4KOH；
（4）高鐵酸鹽是比高錳酸鹽更強(qiáng)的氧化劑，在殺菌消毒的過程中被還原為+3價的鐵，生成具有強(qiáng)吸附性的氫氧化鐵，通過吸附與水中的細(xì)微懸浮物共同聚沉，不會象用氯氣消毒那樣產(chǎn)生有害的含氯物質(zhì)，所以是一種“綠色、環(huán)保、高效”凈水劑，
故答案為：該凈水劑在殺菌消毒的過程中被還原為+3價的鐵，生成具有強(qiáng)吸附性的氫氧化鐵，通過吸附與水中的細(xì)微懸浮物共同聚沉，不會象用氯氣消毒那樣產(chǎn)生有害的含氯物質(zhì)．
點(diǎn)評：本題考查了鐵鹽和亞鐵鹽的轉(zhuǎn)化，題目難度中等，涉及了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、離子方程式、化學(xué)方程式書寫等知識，解題時注意電荷守恒、質(zhì)量守恒的應(yīng)用，試題貼近高考，針對性強(qiáng)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：2007年全國普通高校統(tǒng)一招生考試(山東卷)理科綜合試測題化學(xué)部分 題型：058

　　鐵合金是金屬材料王國的霸主，亞鐵鹽、鐵鹽、高鐵酸鹽等鐵的重要化合物也在不同領(lǐng)域中個扮演著重要的角色．這些化合物之間可以相互轉(zhuǎn)化，利用轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的特征變化，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)或能量的轉(zhuǎn)化，還用于化學(xué)的定性或定量研究．

　　已知FeO42－只能在強(qiáng)堿性介質(zhì)中穩(wěn)定存在，在酸性介質(zhì)或水中不穩(wěn)定：

　　4FeO42－＋20H+4Fe3+＋3O2＋10H2O；

　　4FeO42－＋10H2O4Fe(OH)3＋3O2＋8OH－

　　請利用下列用品：FeCl2溶液(淺綠色)、FeCl3溶液(黃色)、Na2FeO4溶液(紫紅色)、鐵粉、KSCN溶液、NaOH溶液、NaClO溶液、鹽酸、金屬鋅片、惰性電極(或放電物質(zhì)做電極)材料、蒸餾水及必要的實(shí)驗(yàn)儀器．

完成下列任務(wù)：

(1)

設(shè)計(jì)一個實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①或者④的實(shí)驗(yàn)方案(要求產(chǎn)物純凈)，寫出簡要的實(shí)驗(yàn)步驟．

(2)

在濃堿中，用NaClO可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化②，這一反應(yīng)的離子方程式為(不必配平)：________．

(3)

一種新型高能堿性電池利用了轉(zhuǎn)化③將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，該電池由電解質(zhì)(KOH水溶液)、K2FeO4、金屬鋅及必要的填充材料構(gòu)成．該電池放電時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(不必配平)：________．

(4)

高鐵酸鹽是比高錳酸鹽更強(qiáng)的氧化劑，研究證明它是一種“綠色環(huán)保高效”凈水劑，比目前國內(nèi)外廣泛使用的含氯飲用水消毒劑(均為含氯的物質(zhì)：如漂白粉、氯氣和二氧化氯等，它們具有很好的殺菌效果，但不能將水中的懸浮雜質(zhì)除去，為了除去水中的細(xì)微懸浮物，還需另外添加絮凝劑，如聚合鋁的氯化物．)的性能更為優(yōu)良，為什么說它作為凈水劑是“綠色環(huán)保高效”的？

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（分）高鐵酸鉀是一種重要的水的處理劑，實(shí)驗(yàn)可用下列流程制取高鐵酸鉀，

⑴NaClO溶液中加入NaOH固體形成堿性環(huán)境。

⑵將研磨的Fe(NO3)3 少量多次的加入到上述溶液中，冰浴中反應(yīng)1h。

采用少量多次加入，其目的是___________________________；該反應(yīng)的離子方程為：

_____________________________________。

⑶將KOH加入到反應(yīng)后的溶液攪拌半小時。靜置，抽濾的粗產(chǎn)品。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_____________________________。

⑷依次用甲苯、乙醇、乙醚洗滌以除去水份和KNO3、KCl、KOH等雜質(zhì)。

⑸在強(qiáng)堿性溶液中，高鐵酸鉀能將亞鉻酸鹽(KCrO2)氧化為鉻酸鹽(K2CrO4)，生成的鉻酸鹽溶液酸化后，得到的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)用Fe(Ⅱ)的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以二苯胺磺酸鈉為指示劑。到達(dá)滴定終點(diǎn)時，溶液由紫色變?yōu)榈G色�，F(xiàn)稱取5.000 g高鐵酸鉀樣品于燒杯中，加入適量氫氧化鉀溶液，加入稍過量的KCrO2，充分反應(yīng)后，轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中，定容，量取25.00mL，再用稀硫酸酸化，用0.1000 mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去標(biāo)準(zhǔn)溶液33.33 mL。

    ①滴定時適宜選用的滴定管是：         (a、酸式，b、堿式)。

②計(jì)算上述實(shí)驗(yàn)制得的樣品中，高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________。

③若上述過程中，測得的樣品中高鐵酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，其可能原因有__________         。

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科目：高中化學(xué) 來源：2011屆江蘇省泰州中學(xué)高三上學(xué)期期中考試化學(xué)試題 題型：填空題

（1）有人研究證明：使用氯氣作自來水消毒劑，氯氣會與水中有機(jī)物反應(yīng)，生成如CHCl3等物質(zhì)，這些物質(zhì)可能是潛在的致癌致畸物質(zhì)。目前人們已研發(fā)多種飲用水的新型消毒劑。下列物質(zhì)不能作自來水消毒劑的是            （填序號）。

A．硫酸銅B．二氧化氯C．臭氧D．硫酸亞鐵
（2）高鐵（VI）酸鹽（如Na2FeO4）是新一代水處理劑。其制備方法有：次氯酸鹽氧化法（濕法）和高溫過氧化物法（干法）等。濕法是在堿性溶液中用次氯酸鹽氧化鐵（III）鹽，寫出該法的離子方程式：
                                                  。
（3）用高鐵（VI）酸鹽設(shè)計(jì)的高鐵（VI）電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時的總反應(yīng)：3Zn+2K2FeO4+8H2O＝3Zn(OH­)2+2Fe(OH)3+4KOH
①寫出正極發(fā)生的電極反應(yīng)式：                              。
②用高鐵（VI）電池作電源，以Fe作陽極，以Cu作陰極，對足量KOH溶液進(jìn)行電解，當(dāng)電池中有0.2molK2FeO4反應(yīng)時，則在電解池中生成H2        L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
③下表列出了某廠排放的含鋅廢水中的含量及國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)值的有關(guān)數(shù)據(jù)：
 
某廠含鋅廢水水質(zhì)
國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)值
Zn2＋濃度/(mg·L－1)
≤800
≤3.9
pH
1～5
6～9
該廠只用調(diào)節(jié)pH處理廢水，當(dāng)調(diào)整為pH＝7時，此時廢水中Zn2＋的濃度為              mg/L，             （填“符合”或“不符合”）國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。（常溫下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10-17）

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科目：高中化學(xué) 來源：0110 模擬題 題型：填空題

（1）有人研究證明：使用氯氣作自來水消毒劑，氯氣會與水中有機(jī)物反應(yīng)，生成如CHCl3等物質(zhì)，這些物質(zhì)可能是潛在的致癌致畸物質(zhì)。目前人們已研發(fā)多種飲用水的新型消毒劑。下列物質(zhì)不能作自來水消毒劑的是_________（填序號）。
A.硫酸銅 B.二氧化氯 C.臭氧 D.硫酸亞鐵
（2）高鐵（VI）酸鹽（如Na2FeO4）是新一代水處理劑。其制備方法有：次氯酸鹽氧化法（濕法）和高溫過氧化物法（干法）等。濕法是在堿性溶液中用次氯酸鹽氧化鐵（III）鹽，寫出該法的離子方程式：
__________________。
（3）用高鐵（VI）酸鹽設(shè)計(jì)的高鐵（VI）電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時的總反應(yīng)：3Zn+2K2FeO4+8H2O→3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
①寫出正極發(fā)生的電極反應(yīng)式：_________________。
②用高鐵（VI）電池作電源，以Fe作陽極，以Cu作陰極，對足量KOH溶液進(jìn)行電解，當(dāng)電池中有0.2mol
K2FeO4反應(yīng)時，則在電解池中生成H2_________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
③下表列出了某廠排放的含鋅廢水中的含量及國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)值的有關(guān)數(shù)據(jù)
該廠只用調(diào)節(jié)pH處理廢水，當(dāng)調(diào)整為pH＝7時，此時廢水中Zn2+的濃度為_______mg/L，_______（填“符合”或“不符合”）國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。（常溫下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10-17）

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同步練習(xí)冊答案