Question

17．鐵及其化合物之間的相互轉化可用下式表示：Fe²⁺$?_{④}^{①}$Fe³⁺$?_{③}^{②}$FeO${\;}_{4}^{2-}$（高鐵酸根離子）
回答下列有關問題：
（1）Fe與過量稀硫酸反應可以制取FeSO₄．若用反應所得的酸性溶液，實現(xiàn)上述①的轉化，要求產(chǎn)物純凈．可選用的試劑是d（選填序號）
A．Cl₂          B．Fe          C．HNO₃       D．H₂O₂
（2）上述轉化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝．精礦在陽極浸出的反應比較復雜，其中有一主要反應：CuFeS₂+4Fe³⁺═Cu²⁺+5Fe²⁺+2S．（CuFeS₂中S為-2價）
則下列說法正確的是d（選填序號）；
A．從物質分類的角度看，黃銅礦屬于合金
B．反應中，所有鐵元素均被還原
C．反應中，CuFeS₂ 既作氧化劑又作還原劑
D．當轉移1mol電子時，46g CuFeS₂參加反應
（3）下述反應中，若FeSO₄和O₂的系數(shù)比為2：1，試配平下列方程式：
□FeSO₄+□K₂O₂→□K₂FeO₄+□K₂O+□K₂SO₄+□O₂↑
（4）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效的綠色水處理劑，在水中發(fā)生反應生成Fe（OH）₃膠體．高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子轉化為鐵離子被氧化，要加氧化劑，根據(jù)物質的性質及是否引進雜質確定選項；
（2）根據(jù)合金的定義、化合價的升降、發(fā)生反應的物質與轉移電子之間的關系判斷；
（3）根據(jù)得失電子數(shù)相等配平反應方程式，注意化合價的判斷方法；
（4）利用離子的水解產(chǎn)物的性質來分析凈水原因．

解答 解：（1）要使產(chǎn)物純凈，必須物質間發(fā)生反應后，沒有雜質生成．
a、氯氣有氧化性，能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但同時有氯離子生成，所以有雜質生成，故a錯誤；
b、鐵與稀硫酸反應生成二價鐵離子，不能把二價鐵離子轉化為三價鐵離子，故b錯誤；
c、硝酸能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但溶液中還有雜質硝酸根離子，故c錯誤；
d、雙氧水能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，同時有水生成，水是原溶液的成分，所以不是雜質，故d正確；
故答案為：d；
（2）a、合金是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質，所以黃銅礦不是合金，故a錯誤；
b、CuFeS₂中鐵元素的化合價為+2價，反應物Fe³⁺的化合價為+3價，生成物中Fe²⁺的化合價為+2價，所以不是所有鐵元素均被還原，故b錯誤；
c、CuFeS₂中只有S元素的化合價只有升高，其他元素的化合價不變，所以CuFeS₂只作還原劑，故c錯誤；
d、CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+2S 轉移電子4
184g                           4mol
46g                            1mol
故d正確；
故答案為：d；
（3）FeSO₄+K₂O₂→K₂FeO₄+K₂O+K₂SO₄+O₂↑，該反應，F(xiàn)eSO₄中Fe的化合價為+2價，K₂FeO₄中Fe的化合價為+6價，所以一個氯化亞鐵分子失去4個電子；K₂O₂中O的化合價為-1價，O₂中O的化合價為0價，一個K₂O₂分子失去2個電子生成氧氣；K₂O₂中O的化合價為-1價，K₂FeO₄和K₂O中O元素的化合價為-2價，所以一個K₂O₂失去2個電子，該方程式中得失電子的最小公倍數(shù)為6，所以該方程式的計量數(shù)分別為2、6、2、2、2、1，即方程式為2FeSO₄+6K₂O₂=2K₂FeO₄+2K₂O+2K₂SO₄+1O₂↑，
故答案為：2、6、2、2、2、1；
（4）高鐵酸鉀（ K₂FeO₄）中Fe的化合價是+6價，具有強氧化性，能殺菌消毒，其還原產(chǎn)物Fe³⁺水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質，所以高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒，
故答案為：凈水、消毒．

點評 本題考查了氧化還原反應，題目涉及鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉化、離子檢驗等，難度不大，注意二價鐵離子和三價鐵離子的檢驗是高考的熱點，三價鐵離子能使KSCN變紅色