Question

16．高鐵酸鉀是一種重要的綠色凈水劑，具有凈水和消毒雙重功能．某課外學習小組設(shè)計如下方案制備高鐵酸鉀：

（1）高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為+6，推測它具有的化學性質(zhì)是強氧化性．
（2）已知Fe₂O₃與KNO₃和KOH的混合物加熱共融也可制得高鐵酸鉀．完成并配平下列化學方程式：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH-□□+□KNO₂+□□
（3）將KOH加入含Na₂FeO₄的溶液中攪拌半小時，靜置，過濾粗產(chǎn)品，該過程發(fā)生的反應為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，根據(jù)復分解反應原理，高鐵酸鈉的溶解度大于（填“大于”、“小于”或“等于”）高鐵酸鉀的溶解度．
（4）為測定含鐵溶液中鐵元素的總含量，實驗操作：
①準確量取20.00mL含鐵溶液于帶塞錐形瓶中，加入足量H₂O₂，待充分反應后，加熱除去過量H₂O₂；
②加入過量KI充分反應后，再用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液20.00ml．已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂    I₂+2S₂0₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
①寫出滴定選用的指示劑淀粉，滴定終點觀察到的現(xiàn)象溶液由藍色變無色且保持半分鐘不變色．
②溶液Ⅰ中鐵元素的總含量為5.6g•L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂沒有除盡，所測定的鐵元素的含量將會偏高 （填“偏高”“偏低”“不變”）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)高鐵酸鉀中氧元素化合價為-2價，鉀元素化合價為+1價，根據(jù)各元素化合價代數(shù)和為0計算得到鐵元素的化合價；元素化合價處于最高價態(tài)時有影響，處于最低價態(tài)有還原性，中間價態(tài)既具有影響也具有還原性，據(jù)此推測；
（2）Fe₂O₃與KNO₃的反應中，氮由+5價變?yōu)?3價，反應要制得高鐵酸鉀，則鐵由+3價變?yōu)?6價，根據(jù)化合價升降了元素守恒可完成化學方程式；
（3）根據(jù)復分解反應的條件可知，反應是向更難溶的方向進行；
（4）①反應原理中有碘單質(zhì)生成和消耗，碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍色，可選淀粉為指示劑；當?shù)鈫钨|(zhì)完全反應后溶液由藍色變?yōu)闊o色，據(jù)此判斷滴定終點；
②根據(jù)反應2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂、I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-找出關(guān)系式Fe³⁺～S₂O₃^2-，然后根據(jù)關(guān)系式計算出鐵離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算出鐵元素含量；根據(jù)雙氧水對消耗S₂O₃^2-的物質(zhì)的量的影響判斷誤差．

解答 解：（1）在K₂FeO₄中，K元素的化合價為+1價，O元素的化合價為-2價，
設(shè)該化合物中Fe元素的化合價為x，
由化學式和化合物中正負化合價的代數(shù)和為零，則
（+1）×2+x+（-2）×4=0
解得x=+6
鐵元素處于最高價態(tài)應有強氧化性，
故答案為：+6，強氧化性；
（2）Fe₂O₃與KNO₃的反應中，氮由+5價變?yōu)?3價，反應要制得高鐵酸鉀，則鐵由+3價變?yōu)?6價，根據(jù)化合價升降了元素守恒可知反應的化學方程式為Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH=2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，
故答案為：1、3、4、2K₂FeO₄、3、2H₂O；
（3）根據(jù)復分解反應原理，反應的化學方程式為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，能進行說明生成了更難溶的物質(zhì)，所以高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度，
故答案為：大于；
（4）①Fe³⁺氧化I^-生成I₂，淀粉遇碘變藍，選擇淀粉溶液作指示劑；當加入最后一滴硫代硫酸鈉溶液時，藍色消失，且半分鐘不變色說明是終點，
故答案為：淀粉；溶液由藍色變無色且保持半分鐘不變色；
②由2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂、I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-可得：Fe³⁺～S₂O₃^2-，則n（Fe³⁺）=n（S₂O₃^2-）=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，鐵元素總含量為$\frac{56g/mol×0.002mol}{0.02L}$=5.6g/L；H₂O₂也能氧化I^-生成I₂，所以若過氧化氫沒有除盡，則消耗硫代硫酸鈉溶液體積偏大，所測結(jié)果偏高，
故答案為：5.6；偏高．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備流程的理解應用、實驗基本操作、氧化還原反應配平、物質(zhì)性質(zhì)的分析應用、有關(guān)方程式的計算等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于考查學生的實驗能力和對基礎(chǔ)知識的綜合應用能力，熟練掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．