Question

【题目】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_______________，隔绝空气减压干燥。

②检验产生X气体的方法是_____________。

③最终在溶液中得到K2FeO4晶体利用的原理是_____________。

（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FeO42－反应生成Fe(OH)3和CrO42－；

步骤4：加稀硫酸，使CrO42－转化为Cr2O72－，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30.00 mL的(NH4)2Fe(SO4)2溶液。

已知：滴定时发生的反应为：6Fe2+＋Cr2O72－＋14H+==6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O。

①步骤2中准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是________。

②写出步骤3中发生反应的离子方程式________________________。

③步骤5中能否不加指示剂______（填“能”或“否”），原因是___________。

④根据上述实验数据，测定该样品中K2FeO4的质量分数为__________。

（4）配制0.1mol·L－1的K2FeO4，调节溶液pH，含铁离子在水溶液中的存在形态如图所示。下列说法正确的是_________(填字母)。

A．pH=2时，c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4－)=0.1mol·L－1

B．向pH=10的这种溶液中加硫酸铵，则HFeO4－的分布分数逐渐增大

C．向pH=1的溶液中加HI溶液，发生反应的离子方程式为：H2FeO4＋H+==H3FeO4＋

D．将K2FeO4晶体溶于水，水溶液呈弱碱性

Answer 1

【答案】 3∶2 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 用带火星的木条接触气体，若木条复燃，则该气体为氧气 K2FeO4在0℃时的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小 酸式滴定管 CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－＋OH－ 否 因为K2Cr2O7溶液为橙色、Fe3+的溶液为黄色，颜色变化不明显 0.792 (或79.2%) AD

【解析】本题主要考查铁的化合物的性质。

（1）KClO转化为KCl，氯的化合价降低2，Fe(OH)3转化为K2FeO4，铁的化合价升高3，所以该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2。

（2）①操作(Ⅰ)的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，隔绝空气减压干燥。

②X是氧气，检验产生X气体的方法是用带火星的木条接触气体，若木条复燃，则该气体为氧气。

③最终在溶液中得到K2FeO4晶体利用的原理是K2FeO4在0℃时的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小。

（3）①步骤2中准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是酸式滴定管。

②步骤3中发生反应的离子方程式为CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－。

③步骤5中能否不加指示剂：否，因为K2Cr2O7溶液为橙色、Fe3+的溶液为黄色，颜色变化不明显。

④根据CrO2－＋FeO42－＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋CrO42－和6Fe2+＋Cr2O72－＋14H+==6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O可得FeO42－～3Fe2+，消耗(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.1000 mol L -1 ×0.03000L=0.03000mol，所以K2FeO4的物质的量为0.001000mol，该样品中K2FeO4的质量分数为(0.001000×198×4)g/1.0g=0.792(或79.2%)。

（4）A．pH=2时，存在H3FeO4+、H2FeO4、HFeO4－，所以c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4－)=0.1mol·L－1，故A正确；B．向pH=10的这种溶液中加硫酸铵， +OH－=NH3·H2O，pH增大，所以HFeO4－的分布分数不会增大，故B错误；C．向pH=1的溶液中加HI溶液，还原性较强的I-与+6价铁发生氧化还原反应，故C错误； D．将K2FeO4晶体溶于水，FeO42－＋H2O HFeO4－+OH－，所以水溶液呈弱碱性，故D正确。故选AD.