Question

【題目】聚合硫酸鐵簡稱聚鐵[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m(n>2，m≤10)，是一種高效的無機高分子混凝劑、凈水劑。實驗室利用硫酸亞鐵制取聚合硫酸鐵的主要流程如圖：

（1）FeSO4溶液顯弱酸性的原因是_____(用離子方程式表示)。

（2）加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH的作用是：①_____；②_____。

（3）寫出加入H2O2發(fā)生反應的離子方程式：_____。

（4）測定聚鐵中含鐵量的方法為把聚鐵溶于過量酸中，先用過量的SnCl2將Fe3+還原成Fe2+，再加入HgCl2溶液除去過量的SnCl2，然后用標準的K2Cr2O7溶液(先加入幾滴試亞鐵靈指示劑)滴定溶液中的Fe2+。此過程發(fā)生的部分反應為：Sn2++2Hg2++8Cl-=Hg2Cl2↓+SnCl6，Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

①用HgCl2除去過量的SnCl2的目的是_____。

②稱取聚鐵質(zhì)量為10.00g配成100.0mL溶液，取出20.00mL，經(jīng)上述方法處理后，用0.1000mol·L-1K2Cr2O7標準溶液滴定。達到終點時，消耗K2Cr2O7標準溶液12.80mL。則聚鐵中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為_____%。

（5）某高效凈水劑是由K2FeO4得到的，工業(yè)上以硫酸鐵溶液、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K2FeO4，該反應的化學方程式是_____。

Answer 1

【答案】Fe2++H2OFe(OH)2+2H+ 抑制Fe2+水解 提高H2O2的氧化能力(或促進Fe2+被氧化) 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 防止滴定過程中由于Sn2+同時還原Cr2O72-而造成較大的實驗誤差 21.5% Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O

【解析】

（1）亞鐵離子發(fā)生水解，破壞水的電離平衡使溶液呈酸性；

（2）根據(jù)亞鐵離子在溶液中易水解及酸性條件下雙氧水的氧化性增強進行分析；

（3）雙氧水具有強氧化性，能夠將亞鐵離子氧化成鐵離子，據(jù)此寫出反應的離子方程式；

（4）①根據(jù)Sn2+能夠還原而造成較大的實驗誤差進行判斷；

②根據(jù)關系式6Fe2+～計算出亞鐵離子物質(zhì)的量，進而計算聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)；

（5）根據(jù)氧化還原反應得失電子守恒和原子守恒寫出其化學方程式。

（1）溶液中Fe2+離子發(fā)生水 Fe2++2H2O2H++Fe(OH)2，破壞水的電離平衡，溶液呈酸性，故答案為：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+；

（2）亞鐵離子在溶液中容易發(fā)生水解，加入濃硫酸，增大溶液中氫離子，可以抑制Fe2+水解，下一步需要加入雙氧水氧化亞鐵離子，雙氧水在酸性條件下氧化性增強，加入濃硫酸后可以提高雙氧水的氧化能力，故答案為：抑制Fe2+水解；提高H2O2的氧化能力（或促進Fe2+被氧化）；

（3）硫酸亞鐵溶液中加入雙氧水后，亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；

（4）①Sn2+能夠被氧化，所以為防止滴定過程中由于Sn2+同時還原而造成較大的實驗誤差，需要用HgCl2除去過量的SnCl2，故答案為：防止滴定過程中由于Sn2+同時還原而造成較大的實驗誤差；

② 由可知：

，解得n=0.00768mol，故聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)為：=21.5%；

（5）硫酸鐵被氧化成高鐵酸鉀，鐵元素化合價升高3價，次氯酸鉀被還原為氯化鉀，氯元素化合價降低2價，故反應方程式中硫酸鐵與次氯酸鉀的系數(shù)之比為1:3，根據(jù)原子守恒配平其方程式為：Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O。