Question

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂(OH)_n（SO₄)_3-n/2]_m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾（其中铁的化合价为+6）是一种重要的杀菌消毒剂，某化学探究小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：
（1）检验固体铁的氧化物中铁的化合价，应使用的试剂是       （填标号）

A．稀硫酸

B．稀硝酸

C．KSCN溶液

D．酸性高锰酸钾溶液

（2）在溶液Ⅰ中加入NaClO₃，写出其氧化Fe²⁺的离子方程式：           。
（3）Fe₂O₃与KNO₃和KOH的混合物加热共融可制得高铁酸鉀。完成并配平下列化学方程式：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH——□      +□KNO₂+□      。
（4）为测定溶液I中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH<3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用 0.1000mol·L^—1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。
已知：2Fe³⁺+2I^—=2Fe²⁺+I₂、I₂+2S₂O₃^2—=2I^—+S₄O₆^2—。
①写出滴定选用的指示剂        ，滴定终点观察到的现象        。
②溶液I中铁元素的总含量为       g·L^—1。若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会      （填“偏高”、“偏低”、“不变”）。

Answer 1

（1）ACD（2分） （2）6Fe²⁺+ClO₃^—+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^—+3H₂O（3分）
（3）1、3、4、2K₂FeO₄、3、2H₂O（3分，写对生成物给1分）
（4）①淀粉（1分）  溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色（2分）
②5.6（2分）  偏高（1分）

试题分析：（1）铁的氧化物是碱性氧化物，能溶于稀硫酸和稀硝酸，但稀硝酸可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，而稀硫酸则不能；Fe³⁺遇KSCN溶液变红，Fe²⁺可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故稀硫酸、KSCN溶液、酸性高锰酸钾溶液能检验氧化物中铁的化合价；（2）根据化合价升降相等、电荷守恒、原子守恒可得反应式6Fe²⁺+ClO₃^—+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^—+3H₂O；（3）铁元素由+3价升为+6价，氮元素由+5价降为+3价，根据电子守恒、原子守恒可知，1Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O；（4）①淀粉遇I₂变蓝，则滴定时指示剂为淀粉；当溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色时，即为滴定终点；②由c?V可知n(S₂O₃^2—)=0.1000mol/L×20.00×10^—3L，由I₂+2S₂O₃^2—=2I^—+S₄O₆^2—可知n(I₂)=n(S₂O₃^2—)/2=0.1000mol/L×20.00×10^—3L÷2，由2Fe³⁺+2I^—=2Fe²⁺+I₂可知n(Fe³⁺)=2n(I₂)=0.1000mol/L×20.00×10^—3L÷2×2，由n?M可知m(Fe)=0.1000mol/L×20.00×10^—3L÷2×2×56g/mol，则溶液I中铁元素的总含量为0.1000mol/L×20.00×10^—3L÷2×2×56g/mol÷20.00×10^—3L=5.6g·L^—1；若滴定前H₂O₂没有除尽，则消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积偏大，因此测定结果将偏高。