Question

19．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物．
（1）要确定铁的某氯化物FeCl_x的化学式，可用离子交换和滴定的方法．实验中称取0.54g的FeCl_x样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH^-的阴离子交换柱，使Cl^-和OH^-发生交换．交换完成后，流出溶液的OH^-用0.40mol•L^-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL．计算该样品中氯的物质的量，并求出FeCl_x中x值：3（列出计算过程）；
（2）现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品；采用上述方法测得n（Fe）：n（Cl）=1：2.1，则该样品中FeCl₃的物质的量分数为10%．在实验中，FeCl₂可用铁粉和盐酸反应制备，FeCl₃可用铁粉和氯气反应制备；
（3）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料．FeCl₃与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为2Fe³⁺+3ClO^-+10 OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）由离子交换关系，氢氧根离子物质的量等于氯离子物质的量等于氢离子物质的量，据此计算0.54g FeCl_x中氯离子物质的量计算x值；
（2）根据元素守恒计算氯化亚铁和氯化铁物质的量之比，进而计算氯化铁质量分数；氯化亚铁用铁和稀酸反应生成，氯化铁可以直接用铁和氯气反应得到；
（3）用FeCl₃与KClO在强碱性条件下反应制取K₂FeO₄，同时生成氯化钾与水，配平书写离子方程式．

解答 解：（1）n（Cl^-）=n（H⁺）=n（OH^-）=0.0250L×0.40 mol•L^-1=0.010 mol，则$\frac{0.54g}{（56+35.5x）g/mol}$•x=0.010 mol，解得x=3，故答案为：3；
（2）设混合物中FeCl₂物质的量为x，FeCl₃的物质的量为y，则（x+y）：（2x+3y）=1：2.1，得到x：y=9：1，氯化铁物质的量分数=$\frac{1}{1+9}$×100%=10%；
在实验室中，FeCl₂可用铁粉和盐酸反应得到，FeCl₃可用铁粉和氯气反应生成，
故答案为：10%；盐酸；氯气；
（3）用FeCl₃与KClO在强碱性条件下反应制取K₂FeO₄，同时生成氯化钾与水，反应的离子方程式为2Fe³⁺+3ClO^-+10 OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

点评 本题考查滴定计算、混合物计算、离子方程式等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．