Question

4．鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物．
（1）現有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合樣品，采用上述方法測得n（Fe）：n（Cl）=1：2.1，則該樣品中FeCl₃的物質的量分數為90%．在實驗室中，FeCl₂可用鐵粉和鹽酸反應制備，FeCl₃可用鐵粉和氯氣反應制備
（2）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料．FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應可制取K₂FeO₄，其反應的離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-或2Fe³⁺+10OH^-+3ClO^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-．
（3）與MnO₂-Zn電池類似，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，其電極反應式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-．

Answer 1

分析 （1）依據元素守恒計算氯化亞鐵和氯化鐵物質的量之比，進一步計算氯化鐵質量分數；金屬鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，金屬鐵和氯氣之間反應生成氯化鐵；
（2）用FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應制取K₂FeO₄；
（3）K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，正極上FeO₄^2-得電子和H₂O反應生成Fe（OH）₃．

解答 （1）解：（1）FeCl₂和FeCl₃的混合物的樣品中FeCl₂物質的量為x，FeCl₃的物質的量為y，則（x+y）：（2x+3y）=1：2.1，得到x：y=9：1，氯化鐵物質的量分數=$\frac{9}{1+9}$×100%=9%；金屬鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，金屬鐵和氯氣之間反應生成氯化鐵；
故答案為：90%；鹽酸；氯氣；
（2）用FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應制取K₂FeO₄，反應的離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-或2Fe³⁺+10OH^-+3ClO^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-，故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-或2Fe³⁺+10OH^-+3ClO^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-；
（3）K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，正極上FeO₄^2-得電子和H₂O反應生成Fe（OH）₃，電極反應式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5 OH^-；故答案為：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-．

點評 本題考查物質的性質、電極反應式的書寫，為高頻考點，明確各個電極上發生的反應是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，注意結合電解質溶液酸堿性書寫，題目難度中等．