题目内容

19．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物．
（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和漓定的方法．实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换．交换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol/L的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL．计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中的x值3 （列出计算过程）：
（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）：n（Cl）=1：2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为10%．在实验室中，FeCl2可用铁粉和盐酸反应制备，FeCl3可用铁粉和氯气反应制备；
（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2．
（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料．FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；该电池总反应的离子方程式为3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH-．

分析 （1）根据题意可知，发生离子交换时有：Cl-～OH-，而流出溶液的OH-用盐酸滴定时有OH-～H+，故可有：Cl-～OH-～H+，设氯离子的物质的量为nmol，根据盐酸的物质的量即可求出n；然后根据质量来列式即可求出x；
（2）根据元素守恒计算氯化亚铁和氯化铁物质的量之比，进而计算氯化铁质量分数；氯化亚铁用铁和稀酸反应生成；
（3）氯化铁具有氧化性，碘化氢具有还原性，二者发生氧化还原反应生成氯化亚铁和碘单质；
（4）FeCl3与KClO在强碱性条件下发生氧化还原反应生成高铁酸钾、氯化钾、和水，结合得失电子守恒写出方程式；K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，负极为锌失电子发生氧化反应，电极反应Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；依据产物和电子守恒写出正极反应：FeO42-+3eˉ+4H2O→Fe（OH）3+5OHˉ；有正极反应和负极反应合并得到电池反应．

解答 解：（1）根据题意可知，发生离子交换时有：Cl-～OH-，而流出溶液的OH-用盐酸滴定时有OH-～H+，故可有：Cl-～OH-～H+，根据消耗盐酸的物质的量n=CV=4mol/L×0.025mol/L=0.01mol，设氯离子的物质的量为nmol，可有：
Cl-～OH-～H+，
1                1
nmol         0.01mol
故有：$\frac{1}{nmol}=\frac{1}{0.01mol}$
解得n=0.01mol；
而0.01mol氯离子是0.54gFeClx样品中含有的，故有：$\frac{0.54g}{（56+35.5x）g/mol}×x$=0.01mol
解得x=3．
答：该样品中氯的物质的量为0.01mol，x的值为3；
（2）设混合物中FeCl2物质的量为x，FeCl3的物质的量为y，则（x+y）：（2x+3y）=1：2.1，得到x：y=9：1，氯化铁物质的量分数=$\frac{1}{1+9}$×100%=10%；
在实验室中，FeCl2可用铁粉和盐酸反应得到；FeCl3可用铁粉和氯气化合得到．
故答案为：10%；盐酸；氯气；
（3）氯化铁具有氧化性，碘化氢具有还原性，二者发生氧化还原反应生成氯化亚铁和碘单质，反应离子方程式为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，
故答案为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；
（4）用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
原电池的负极发生氧化反应，正极电极反应式为：①FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；负极电极反应为：②Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；依据电极反应的电子守恒，①×2+②×3合并得到电池反应为：3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH-，
故答案为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4OH-．

点评 本题考查物质化学式的确定、混合物的计算和离子方程式的书写，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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4．在5mL0.1mol•L-1KI溶液中滴加0.1mol•L-1FeCl3溶液1mL，充分振荡后，再进行下列实验，其中可证明该反应有一定限度的实验是（　　）
A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生
B．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色
C．加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否出现红色
D．加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加入AgNO3溶液，观察是否有AgCl沉淀产生
10．向某溶液里加入过量的氨水或过量的氢氧化钠溶液，均有沉淀产生；若加入铁粉或铜粉，溶液的质量都增加，则该溶液里一定含有下列离子中的（　　）
A．Al3+B．Fe2+C．Fe3+D．Cu2+
7．下列有关溶液中离子存在和转化的表达合理的是（　　）
A．向0.1mol/L、pH=1的NaHA溶液中加入NaOH溶液：HA-+OH-═A2-+H2O
B．标准状况下，将1.12LCO2气体通入1L0.1mol/L的NaAlO2溶液中：CO2+2H2O+AlO2-═Al（OH）3↓+HCO3-
C．由水电离出的c（H+）=1×10-12mol/L的溶液中可能大量存在K+、I-、Mg2+、NO3-
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14．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3-、SO42-Cl-、I-、HCO3-，取该溶液进行如下实验：
实验步骤实验现象
①取少量该溶液，加几滴甲基橙溶液溶液变红色
②取少量该溶液，加铜片和浓硫酸，加热有无色气体产生，遇空气变成红棕色
③取少量该溶液，加入BaCl2溶液有白色沉淀生成
④取③中的上层清液，加入AgNO3溶液有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成
⑤取少量该溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解
由此判断：
（1）溶液中一定存在的离子是NO3-、SO42- Mg2+、Al3+、Cl-_；溶液中肯定不存在的离子是I-、Ba2+、Fe2+、HCO3-．
（2）为进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称（若为溶液反应，说明使用
试剂的名称，不必写详细步骤）钾离子；焰色反应．
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4．水晶是重要的首饰用品，其主要成分是SiO2，下列有关SiO2的说法正确的是（　　）
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11．如图的框图是利用海水和海边贝壳为原料设计的制备漂白粉的工艺流程．分析图示各物质的关系，然后回答问题．
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（1）钠、钾着火，下列可用来灭火的是C．
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9．下列离子方程式不正确的是（　　）
A．用Cu作阳极电解饱和食盐水：Cu+2H+$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu2++H2↑
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