Question

1．鐵及其化合物有重要用途，如聚合硫酸鐵[Fe₂（OH）_n（SO₄）₃-$\frac{n}{2}$]m是一種新型高效的水處理混凝劑，而高鐵酸鉀（其中鐵的化合價為+6）是一種重要的殺菌消毒劑，某課題小組設計如下方案制備上述兩種產品：

請回答下列問題：
（1）若A為H₂O（g），寫出反應方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃0₄+4H₂．
（2）若B為NaClO₃與稀硫酸，寫出其氧化Fe²⁺的離子方程式（還原產物為Cl^-）6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（3）若C為KNO₃和KOH的混合物，寫出其與Fe₂O₃加熱共融制得高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的化學方程式，并配平：
1Fe₂O₃+3KNO₃+2KOH-1K₂FeO₄+3KNO₂+1H₂O．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）溶液Ⅰ中含有亞鐵離子，酸性條件下，ClO₃^-氧化Fe²⁺為Fe³⁺，本身被還原為Cl^-，根據得失電子相等、電荷守恒、質量守恒配平；
（3）若C為KKO₃和KOH的混合物，與Fe₂O₃加熱共融制得高鐵酸鉀，則缺項物質為K₂FeO₄和H₂O，根據得失電子相等、質量守恒配平．

解答 解：（1）Fe與水蒸氣在高溫下反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃0₄+4H₂；
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃0₄+4H₂；
（2）根據題中流程可知，四氧化三鐵與硫酸反應生成硫酸鐵、硫酸亞鐵，在溶液Ⅰ中含有亞鐵離子，酸性條件下，ClO₃^-氧化Fe²⁺為Fe³⁺，本身被還原為Cl^-，根據化合價升降相等配平，配平后的離子方程式為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
故答案為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（3）KNO₃和KOH的混合物，寫出其與Fe₂O₃加熱共融制得K₂FeO₄，則缺項中有一種為K₂FeO₄，K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6，則亞鐵離子從+3價變為+6價，化合價升高3價，化合價至少升高3×2=6價；KNO₃中N元素從+5降為KNO₂中的+3價，化合價降低2價，則化合價最小公倍數為6，所以氧化鐵的系數為1，KNO₃的系數為3，然后根據質量守恒定律配平，配平后的方程式為：Fe₂O₃+3KNO₃+2KOH=K₂FeO₄+3KNO₂+H₂O；
故答案為：1、3、2、1、K₂FeO₄、3、1、H₂O．

點評 本題考查了有關鐵元素的相關反應以及氧化還原反應的配平，題目難度不大，掌握氧化還原反應是關鍵．