Question

20．Fe及其化合物在生产生活中应用比较广泛．
（1）焊接时，可用硫酸氢钠溶液清洗铁表面的锈迹，相关反应的离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O
（2）铸铁在工业上应用比较广泛，其中麻口铸铁中C元素主要以Fe₃C的形式存在，Fe₃C与硝酸反应的化学方程式如下，Fe₃C+22HNO₃═3Fe（NO₃）₃+CO₂↑+13NO₂↑+11H₂O，当生成标准状况下11.2LCO₂时，被氧化的Fe₃C的物质的量为0.5mol，某同学想通过实验检验该反应进行完全后是否有Fe²⁺生成，你认为他应该选择的试剂是酸性KMnO₄溶液
（3）一定质量的某铁的氧化物Fe_xO_y，与足量4mol•L^-1的稀盐酸充分反应，生成的FeCl₂与FeCl₃物质的量之比为1：2，则该铁的氧化物的化学式为Fe₃O₄．
（4）草酸亚铁（FeC₂O₄）是制备高纯度活性铁粉的原料，测定样品纯度的步骤如下：准确称取wg草酸亚铁样品，将其研成粉末（假设杂质不反应）后溶于适量的稀硫酸配制成250mL溶液．准确量取20mL该溶液于锥形瓶中，用cmol•L^-1的酸性K₂Cr₂O₇溶液滴定至终点，消耗滴定液VmL（已知：2FeC₂O₄+K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₂+Cr₂（SO₄）₃+K₂SO₄+4CO₂↑+7H₂O）．根据上述数据计算，该草酸亚铁样品的纯度为$\frac{360{c}_{1}V}{w}$%．

Answer 1

分析 （1）硫酸氢钠溶液中完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子，氢离子和铁锈氧化铁发生反应生成铁离子和水；
（2）依据化学方程式定量关系计算，元素化合价升高失电子发生氧化反应，被氧化得到氧化产物，利用亚铁离子的还原性可以选择高锰酸钾溶液检验；
（3）设此氧化物化学式为FexOy，利用元素守恒书写化学方程式，利用直平法配平书写化学方程式得到氧化物化学式；
（4）草酸亚铁与重铬酸钾反应K₂Cr₂O₇+2FeC₂O₄+7H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+Cr₂（SO₄）₃+K₂SO₄+7H₂O+4CO₂↑，wg草酸亚铁（FeC₂O₄）样品中含有FeC₂O₄的质量为
c₁mol•L^-1×V×10^-3L×2×$\frac{250ml}{20ml}$×144g/mol=3.6c₁V g，草酸亚铁样品纯度为  $\frac{3.6{c}_{1}Vg}{wg}$×100%．

解答 解：（1）焊接时，可用硫酸氢钠溶液清洗铁表面的锈迹，相关反应的离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）Fe₃C+22HNO₃═3Fe（NO₃）₃+CO₂↑+13NO₂↑+11H₂O，当生成标准状况下11.2LCO₂时，n（CO₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，被氧化的Fe₃C的物质的量为0.5mol，通过实验检验该反应进行完全后是否有Fe²⁺生成，可以选择高锰酸钾溶液检验，取反应后的固体溶解，滴入高锰酸钾溶液，若褪色证明生成亚铁离子，不褪色证明无亚铁离子生成，
故答案为：0.5mol，酸性高锰酸钾溶液；
（3）一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量4mol•L^-1的稀盐酸充分反应，生成的FeCl₂与FeCl₃物质的量之比为1：2，依据元素守恒得到反应的化学方程式为：FexOy+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，得到x=3，y=4，铁的氧化物化学式为：Fe₃O₄，
故答案为：Fe₃O₄；
（4）草酸亚铁与重铬酸钾反应K₂Cr₂O₇+2FeC₂O₄+7H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+Cr₂（SO₄）₃+K₂SO₄+7H₂O+4CO₂↑，则
wg草酸亚铁（FeC₂O₄）样品中含有FeC₂O₄的物质的量为c₁mol•L^-1×V×10^-3L×2，
质量为c₁mol•L^-1×V×10^-3L×2×$\frac{250ml}{20ml}$×144g/mol=3.6c₁V g，
草酸亚铁样品纯度为$\frac{3.6{c}_{1}Vg}{wg}$×100%=$\frac{360{c}_{1}V}{w}$%，
故答案为：$\frac{360{c}_{1}V}{w}$%．

点评 本题考查了氧化还原反应分析、化学式的计算应用，、滴定实验的理解和含量计算过程，注意实验过程中溶液体积的变化，题目难度中等．