Question

9．已知铁的化合物之间有如下转化关系：
Fe²⁺$?_{④}^{①}$Fe³⁺$?_{③}^{②}$FeO₄^2-（高铁酸根离子）
请回答下列有关问题：
（1）Fe与过量稀盐酸反应可以制取FeCl₂，若用反应所得的酸性溶液，实现上述①的转化，要求产物纯净，可选用的试剂是c（选填序号）；
a．KMnO₄      b．HNO₃         c．H₂O₂
（2）硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺，精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应：
CuFeS₂+4Fe³⁺═Cu²⁺+5Fe²⁺+2S（CuFeS₂中S为-2价）则下列说法正确的是c（选填序号）；
a．从物质分类的角度看，黄铜矿属于合金           
b．Cu²⁺和S是氧化产物
c．当转移1mol电子时，46gCuFeS₂参加反应
d．反应中，CuFeS₂既作氧化剂又作还原剂
（3）在FeCl₃、CuCl₂混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出．
①若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe²⁺，一定不含的阳离子是Fe³⁺．
②若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定不含的阳离子是Cu²⁺和Fe³⁺．
（4）高酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效的绿色水处理剂，和水发生水解反应生成Fe（OH）₃胶体等物质，写出FeO₄^2-和H₂O反应的离子方程式4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-．高酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒．（用简洁的名词描述即可）

Answer 1

分析 （1）要使产物纯净，必须物质间发生反应后，没有杂质生成，根据物质的性质及是否引进杂质确定选项；
（2）根据合金的定义、化合价的升降、发生反应的物质与转移电子之间的关系判断；
（3）在FeCl₃、CuCl₂混合溶液中，加入一定量的铁屑，则铁能与氯化铁和氯化铜溶液反应，反应先后顺序是：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu，据此回答；
（4）高铁酸钾（ K₂FeO₄）中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，FeO₄^2-和H₂O发生水解反应生成Fe（OH）₃胶体，能吸附水中杂质．

解答 解：（1）要使产物纯净，必须物质间发生反应后，没有杂质生成；
a、KMnO₄有氧化性，能氧化二价铁离子生成三价铁离子，但同时有锰离子生成，所以有杂质生成，故a错误；
b、硝酸能氧化二价铁离子生成三价铁离子，但溶液中还有杂质硝酸根离子，故b错误；
c、双氧水能氧化二价铁离子生成三价铁离子，同时有水生成，水是原溶液的成分，所以不是杂质，故c正确；
故答案为：c；    
（2）a、合金是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质，所以黄铜矿不是合金，故a错误；
b、CuFeS₂+4Fe³⁺═Cu²⁺+5Fe²⁺+2S反应中Cu化合价不变，所以Cu²⁺不是氧化产物，故b错误；
c、CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+2S  转移电子4
      184g                                         4mol
       46g                                         1mol 
故c正确；                     
d、CuFeS₂中只有S元素的化合价只有升高，其他元素的化合价不变，所以CuFeS₂只作还原剂，故d错误；
故选c；
（3）在FeCl₃、CuCl₂混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应先后顺序是：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu．
①若滤出的固体只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe²⁺，也可能含Cu²⁺，一定不含Fe³⁺，故答案为：Fe²⁺；Fe³⁺；
②若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe²⁺，一定不含Cu²⁺和Fe³⁺，故答案为：Cu²⁺和Fe³⁺；
（4）高铁酸钾（ K₂FeO₄）中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，FeO₄^2-和H₂O发生水解反应生成Fe（OH）₃胶体，能吸附水中杂质，离子方程式为：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-，所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒，故答案为：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-；净水；消毒．

点评 本题考查了铁盐和亚铁盐的相互转化，题目难度中等，依据金属活动性顺序以及离子的氧化性顺序是解题的关键，离子方程式的配平是本题的难点．