Question

【题目】以废铁屑(含有少量镍)制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示：

已知：25℃时，一些金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示：

M(OH)m	PH
	开始沉淀	沉淀完全
Fe (OH)3	2.53	2.94
Ni(OH)2	7.60	9.75

(1)K2FeO4中铁元素的化合价为________________。

(2)“碱液洗涤”的目的是除去铁屑表面的油污，实际一般选用Na2CO3溶液除污，选用Na2CO3溶液除污的原理是____________________________(用离子方程式表示)。

(3)步骤③发生反应的离子方程式为___________________。

(4)步骤⑤是将Fe(OH)3固体氧化为Na2FeO4，同时NaClO转化为NaCl。则生成1mol Na2FeO4消耗NaClO的质量为______g；步骤④调节pH的范围是_______。

(5)用滴定法测定所制粗K2FeO4的纯度(杂质与KI不反应)：取0.220g粗K2FeO4样品，加入足量硫酸酸化的KI溶液，充分反应后，用0.200mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，滴定消耗标准溶液的体积为20.00mL。涉及的反应有：FeO42－＋4I－＋8H＋＝Fe2＋＋2I2＋4H2O，2S2O32－＋I2＝S4O62－＋2I－。

①滴定时选用的指示剂为______，滴定终点的现象为_____________。

②粗K2FeO4的纯度为_____________。

Answer 1

【答案】+6 CO32－+ H2OHCO3－+ OH－，HCO3－+ H2OH2CO3 + OH－（写出第1 步即可） 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－ 111.75 2. 94~7.60 淀粉 当最后一滴Na2S2O3标准溶液滴入，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不复原 90.0%

【解析】

由题给流程可知，用碳酸钠溶液除去铁屑表面的油污后，加入适量盐酸溶解废铁屑，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，再通入氯气，氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁，调节溶液pH，使氯化铁转化为氢氧化铁沉淀，过滤；向过滤所得氢氧化铁中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，在碱性条件下，氢氧化铁被次氯酸钠氧化为高铁酸钠，向高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，过滤得粗高铁酸钾。

（1）由化合价代数和为零可知，高铁酸钾中铁元素为+6价，故答案为：+6；

（2）碳酸钠在溶液中水解使溶液呈碱性，可以除去铁屑表面的油污，水解的离子方程式为CO32－+ H2O HCO3－+ OH－，HCO3－+ H2O H2CO3 + OH－，故答案为：CO32－+ H2O HCO3－+ OH－，HCO3－+ H2O H2CO3 + OH－；

（3）步骤③发生的反应为氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－，故答案为：2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－；

（4）步骤⑤的反应是在碱性条件下，氢氧化铁被次氯酸钠氧化为高铁酸钠，由得失电子数目守恒可得n（NaClO）×2=n（Na2FeO4）×3，解得n（NaClO）=1.5mol，则NaClO的质量为1.5mol×74.5g/mol=111.75g；步骤④调节pH的目的是使氯化铁转化为氢氧化铁沉淀，而Ni2+不转化为沉淀，由题给数据可知，pH的范围是2. 94~7.60，故答案为：111.75；2. 94~7.60；

（5）①由题给方程式可知，滴定时是用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，则应选用淀粉溶液做指示剂，滴定前溶液呈蓝色，当单质碘完全反应时，溶液蓝色褪去，且半分钟内不复原，故答案为：淀粉；当最后一滴Na2S2O3标准溶液滴入，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不复原；

②由题给方程式可得如下关系：K2FeO4—2I2—4Na2S2O3，则n（Na2FeO4）===0.001mol，则粗K2FeO4的纯度为×100%=90.0%，故答案为：90.0%。