Question

20．高铁酸盐（K₂FeO₄）在能源、环保等方面有着广泛的用途．湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示．

湿法	强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物

（1）写出干法制备K₂FeO₄ 的化学方程式为，Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1．
（2）高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为高铁酸钾有强氧化性，它能净水的原因是高铁酸钾与水反应生成的Fe（OH）₃胶体有吸附性．
（3）在实验室配置Fe（NO₃）₃溶液时，若用蒸馏水直接配置，所得溶液往往较混浊，其原因是（用离子方程式表示）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，因此，正确的配置操作是在溶液中加入少量的（填试剂名称）硝酸，其目的是抑制铁离子的水解．
（4）Fe₂O₃是一种红棕色的氧化物，写出它和盐酸反应的离子方程式Fe₂O₃+6H⁺=3H₂O+2Fe³⁺．
（5）检验Fe³⁺ 的方法很多，写出其中的一种检验方法取少量溶液于试管中，加入少量KSCN溶液，如果变成血红色溶液，则含有Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）干法Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO₂等，所以反应为Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，Fe元素化合价升高，化合价由+3价升高到+6价，被氧化，N元素化合价由+5价降低到+2价，结合方程式判断；
（2）K₂FeO₄具有强氧化性，可用于杀菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性；
（3）铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，溶液呈酸性，根据影响水解平衡移动的因素来回答；
（4）Fe₂O₃是一种红棕色的氧化物，它和盐酸反应生成氯化铁和水；
（5）检验Fe³⁺ 可用KSCN溶液．

解答 解：（1）干法Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO₂等，所以反应为Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，Fe元素化合价升高，化合价由+3价升高到+6价，被氧化，N元素化合价由+5价降低到+2价，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1，
故答案为：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O；3：1；
（2）K₂FeO₄具有强氧化性，可用于杀菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性，可除去水的悬浮性杂质，
故答案为：高铁酸钾有强氧化性；高铁酸钾与水反应生成的Fe（OH）₃胶体有吸附性；
（3）铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，所以溶液往往较混浊，正确的配置操作是将Fe（NO₃）₃固体先溶于较浓的硝酸中，可以抑制铁离子的水解，故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；硝酸；抑制铁离子的水解；
（4）Fe₂O₃是一种红棕色的氧化物，它和盐酸反应生成氯化铁和水，离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺=3H₂O+2Fe³⁺；故答案为：红棕；Fe₂O₃+6H⁺=3H₂O+2Fe³⁺；
（5）检验Fe³⁺ 可用KSCN溶液，具体操作为取少量溶液于试管中，加入少量KSCN溶液，如果变成血红色溶液，则含有Fe³⁺；
故答案为：取少量溶液于试管中，加入少量KSCN溶液，如果变成血红色溶液，则含有Fe³⁺．

点评 本题考查实验方案设计与评价，为高考不变的一个题型，每年高考必考，是热点题型、也是高考难点之一．本题主要考查了氧化还原反应和离子反应方程式的书写、化学平衡的移动、胶体的净水原理．重点是利用化合价的升价和化学计量数判断氧化剂和还原剂的比例，难度中等．