题目内容
铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe2（0H）n（S04）3-
]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H20（g），可以得到Fe304，写出Fe与H20（g）反应的化学方程式的电子式： ．
（2）若B为NaCl03与稀硫酸，写出其氧化Fe2+的离子方程式（还原产物为CD）： ．
（3）若C为KKO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸鉀的化学方程式并配平：
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H202，调节pH＜3，加热除去过量H202；加入过量KI充分反应后，再用O.1OOOmol?L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
已知：2Fe3++2I-═2Fe2++I2 I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
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中轶元素的总含量为 g?L-1．若滴定前溶液中H202没有除尽，所测定的铁元素的含量将会 （填“偏高”“偏低”“不变”）．
（5）设计实验方案，检验溶液I中的Fe2+和Fe3+ ．
| n |
| 2 |
请回答下列问题：
（1）若A为H20（g），可以得到Fe304，写出Fe与H20（g）反应的化学方程式的电子式：
（2）若B为NaCl03与稀硫酸，写出其氧化Fe2+的离子方程式（还原产物为CD）：
（3）若C为KKO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸鉀的化学方程式并配平：
（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H202，调节pH＜3，加热除去过量H202；加入过量KI充分反应后，再用O.1OOOmol?L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
已知：2Fe3++2I-═2Fe2++I2 I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
①写出滴定选用的指示剂
②溶液Ⅰ中轶元素的总含量为
（5）设计实验方案，检验溶液I中的Fe2+和Fe3+
考点：制备实验方案的设计,氧化还原反应方程式的配平
专题：实验设计题
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；
（4）①反应原理中有碘单质生成和消耗，碘单质遇到淀粉显示蓝色，可选淀粉为指示剂；当碘单质完全反应后溶液由蓝色变为无色，据此判断滴定终点；
②根据反应2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-找出关系式Fe3+～S2O32-，然后根据关系式计算出铁离子的物质的量，再根据c=
计算出铁元素含量；根据双氧水对消耗S2O32-的物质的量的影响判断误差；
（5）检验溶液中的Fe3+可用KSCN溶液．检验溶液中的Fe2+可用酸性高锰酸钾溶液或K3[Fe（CN）]6溶液．
（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；
（4）①反应原理中有碘单质生成和消耗，碘单质遇到淀粉显示蓝色，可选淀粉为指示剂；当碘单质完全反应后溶液由蓝色变为无色，据此判断滴定终点；
②根据反应2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-找出关系式Fe3+～S2O32-，然后根据关系式计算出铁离子的物质的量，再根据c=
| n |
| V |
（5）检验溶液中的Fe3+可用KSCN溶液．检验溶液中的Fe2+可用酸性高锰酸钾溶液或K3[Fe（CN）]6溶液．
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）
Fe304+4H2，
故答案为：3Fe+4H2O（g）
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、4、2、K2FeO4、3、2、H2O；
（4）①Fe3+氧化I-生成I2，淀粉遇碘变蓝，选择淀粉溶液作指示剂；当加入最后一滴硫代硫酸钠溶液时，蓝色消失，且半分钟不变色说明是终点，
故答案为：淀粉；溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色；
②由2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-可得：Fe3+～S2O32-，则n（Fe3+）=n（S2O32-）=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，铁元素总含量为：
=5.6g/L；
H2O2也能氧化I-生成I2，所以若过氧化氢没有除尽，则消耗硫代硫酸钠溶液体积偏大，所测结果偏高，
故答案为：5.6；偏高；
（5）检验溶液I中的Fe2+和Fe3+的方法为：取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe2+（或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe2+）；另取溶液Ⅰ少量于试管中，滴加硫氰化钾溶液，如果变为红色，证明含有铁离子
故答案为：取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe2+（或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe2+）；另取溶液Ⅰ少量于试管中，滴加硫氰化钾溶液，如果变为红色，证明含有铁离子．
| ||
故答案为：3Fe+4H2O（g）
| ||
（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、4、2、K2FeO4、3、2、H2O；
（4）①Fe3+氧化I-生成I2，淀粉遇碘变蓝，选择淀粉溶液作指示剂；当加入最后一滴硫代硫酸钠溶液时，蓝色消失，且半分钟不变色说明是终点，
故答案为：淀粉；溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色；
②由2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-可得：Fe3+～S2O32-，则n（Fe3+）=n（S2O32-）=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，铁元素总含量为：
| 56g/mol×0.002mol |
| 0.02L |
H2O2也能氧化I-生成I2，所以若过氧化氢没有除尽，则消耗硫代硫酸钠溶液体积偏大，所测结果偏高，
故答案为：5.6；偏高；
（5）检验溶液I中的Fe2+和Fe3+的方法为：取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe2+（或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe2+）；另取溶液Ⅰ少量于试管中，滴加硫氰化钾溶液，如果变为红色，证明含有铁离子
故答案为：取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe2+（或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe2+）；另取溶液Ⅰ少量于试管中，滴加硫氰化钾溶液，如果变为红色，证明含有铁离子．
点评：本题考查了物质的制备方案的设计、常见离子的检验、氧化还原反应配平、化学计算等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，是一道质量结合的题目，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．
练习册系列答案
优生乐园系列答案
相关题目
某无色气体可能由O2、CO、CO2、HCl、NH3、NO、Br2中的一种或几种组成，通过图中洗气瓶后气体体积减少（该装置前后都不与大气直接相连），通过干燥管（内盛放Na2O2）后气体呈红棕色，则下列推断正确的是（ ）| A、原气体中一定有NO和O2 |
| B、原气体中一定有NH3、NO、CO2、CO |
| C、原气体中一定没有CO |
| D、原气体中一定没有HCl、Br2、O2 |
某同学设计了如图装置（夹持仪器省略）进行系列实验时，将药品A逐滴加入到固体B中，请根据下列实验回答问题．
如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，振荡，一会儿可见小气球a鼓起．气体X和液体Y不可能是（ ）| X | Y | |
| A | HCl | 饱和食盐水 |
| B | CO2 | 稀H2SO4 |
| C | SO2 | NaOH |
| D | H2S | 溴水 |
| A、A | B、B | C、C | D、D |
下列说法正确的是（ ）
| A、只有一种元素组成的物质，一定是纯净物 |
| B、酸性氧化物一定都是非金属氧化物 |
| C、非金属元素组成的化合物一定含有共价键 |
| D、阴阳离子中均分别只含有一种元素，则由这样的阴阳离子组成的物质一定是纯净物 |
现有氨水、醋酸、盐酸、氯化铵四种溶液，请回答下列问题：
（双烯合成，也可表示为
）
下列关系式错误的是（ ）
| A、等浓度的HCN溶液NaCN溶液等体积混合，所得溶液pH＞7，则溶液中离子浓度：c（Na+ ）＞c（CN-）＞c（OH- ）＞c（H+ ） | ||||
| B、0.4mol?L-1某一元酸HA溶液和0.2 mol?L-1NaOH溶液等体积混合的溶液中：2c（OH- ）+c（A- ）=2c（H+ ）+c（HA） | ||||
| C、常温下等浓度的Na2SO3与NaHSO3溶液等体积混合后溶液的pH=7.2，调整比例当溶液呈中性时：c（Na+ ）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H+ ）═c（OH- ） | ||||
D、两种弱酸HX和HY混合后，溶液中的c（H+ ）为（Ka为电离平衡常数）：c（H+ ）=
|