Question

1．铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂（OH）_n（SO₄）₃-$\frac{n}{2}$]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，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：
（1）若A为H₂O（g），写出反应方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃0₄+4H₂．
（2）若B为NaClO₃与稀硫酸，写出其氧化Fe²⁺的离子方程式（还原产物为Cl^-）6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（3）若C为KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾（K₂FeO₄）的化学方程式，并配平：
1Fe₂O₃+3KNO₃+2KOH-1K₂FeO₄+3KNO₂+1H₂O．

Answer 1

分析 （1）铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气；
（2）溶液Ⅰ中含有亚铁离子，酸性条件下，ClO₃^-氧化Fe²⁺为Fe³⁺，本身被还原为Cl^-，根据得失电子相等、电荷守恒、质量守恒配平；
（3）若C为KKO₃和KOH的混合物，与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾，则缺项物质为K₂FeO₄和H₂O，根据得失电子相等、质量守恒配平．

解答 解：（1）Fe与水蒸气在高温下反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃0₄+4H₂；
故答案为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃0₄+4H₂；
（2）根据题中流程可知，四氧化三铁与硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁，在溶液Ⅰ中含有亚铁离子，酸性条件下，ClO₃^-氧化Fe²⁺为Fe³⁺，本身被还原为Cl^-，根据化合价升降相等配平，配平后的离子方程式为：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
故答案为：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（3）KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得K₂FeO₄，则缺项中有一种为K₂FeO₄，K₂FeO₄中铁元素化合价为+6，则亚铁离子从+3价变为+6价，化合价升高3价，化合价至少升高3×2=6价；KNO₃中N元素从+5降为KNO₂中的+3价，化合价降低2价，则化合价最小公倍数为6，所以氧化铁的系数为1，KNO₃的系数为3，然后根据质量守恒定律配平，配平后的方程式为：Fe₂O₃+3KNO₃+2KOH=K₂FeO₄+3KNO₂+H₂O；
故答案为：1、3、2、1、K₂FeO₄、3、1、H₂O．

点评 本题考查了有关铁元素的相关反应以及氧化还原反应的配平，题目难度不大，掌握氧化还原反应是关键．