Question

2013年7月四川省部分地区遭遇强降雨天气，当地居民饮用水受到严重污染。高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂，具有净水和消毒双重功能。某课外学习小组设计如下方案制备高铁酸钾：

(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为________，推测它具有的化学性质是__________________。

(2)在NaClO溶液中加入烧碱固体形成碱性环境，将研磨的硝酸铁少量多次地加入上述溶液中，冰水浴中反应1 h。发生的离子反应为2Fe^3＋＋3ClO^－＋10OH^－===2FeO＋3Cl^－＋5H₂O，氧化剂是________。将KOH加入反应后的溶液中搅拌半小时，静置，过滤粗产品，该过程发生的反应为2KOH＋Na₂FeO₄===K₂FeO₄＋2NaOH，根据复分解反应原理，高铁酸钠的溶解度________(填“大于”、“小于”或“等于”)高铁酸钾的溶解度。

(3)在强碱性溶液中，高铁酸钾能将亚铬酸钾(KCrO₂)氧化为铬酸钾(K₂CrO₄)，生成的铬酸盐溶解酸化后，得到的重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，以二苯胺磺酸钠为指示剂。到达滴定终点时，溶液由紫色变为淡绿色(＋6价铬转化成＋3价铬)，有关反应的离子方程式为FeO＋CrO＋2H₂O===CrO＋Fe(OH)₃↓＋OH^－，2CrO＋2H^＋===Cr₂O＋H₂O，Cr₂O＋6Fe^2＋＋14H^＋===2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O。

现称取5.00 g高铁酸钾样品于烧杯中，加入适量氢氧化钾溶液，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后，转移到250 mL 容量瓶中，定容，量取25.00 mL，再用稀硫酸酸化，用0.100 0 mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，消耗标准溶液33.33 mL。计算上述实验制得的样品中高铁酸钾的质量分数。

Answer 1

解析　(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为＋6价，为最高价态，所以高铁酸钾具有强氧化性。(2)在该反应中，次氯酸钠中Cl元素化合价降低，被还原，是氧化剂；复分解反应向物质溶解度较小的方向进行，故高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度。

答案　(1)＋6　强氧化性

(2)NaClO　大于

(3)根据离子方程式得到关系式：K₂FeO₄～3Fe^2＋，n(Fe^2＋)＝0.100 0 mol·L^－1×33.33×10^{－3 L}＝3.333×10^－3 mol，n(K₂FeO₄)＝1.111×10^－3 mol，w(K₂FeO₄)＝1.111×10^－3 mol×198 g·mol^－1××100%＝44.0%。