Question

19．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）要確定鐵的某氯化物FeCl_x的化學式，可用離子交換和滴定的方法．實驗中稱取0.54g的FeCl_x樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH^-的陰離子交換柱，使Cl^-和OH^-發生交換．交換完成后，流出溶液的OH^-用0.40mol•L^-1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0mL．計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeCl_x中x值：3（列出計算過程）；
（2）現有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物樣品；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10%．在實驗中，FeCl₂可用鐵粉和鹽酸反應制備，FeCl₃可用鐵粉和氯氣反應制備；
（3）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2Fe³⁺+3ClO^-+10 OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）由離子交換關系，氫氧根離子物質的量等于氯離子物質的量等于氫離子物質的量，據此計算0.54g FeCl_x中氯離子物質的量計算x值；
（2）根據元素守恒計算氯化亞鐵和氯化鐵物質的量之比，進而計算氯化鐵質量分數；氯化亞鐵用鐵和稀酸反應生成，氯化鐵可以直接用鐵和氯氣反應得到；
（3）用FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應制取K₂FeO₄，同時生成氯化鉀與水，配平書寫離子方程式．

解答 解：（1）n（Cl^-）=n（H⁺）=n（OH^-）=0.0250L×0.40 mol•L^-1=0.010 mol，則$\frac{0.54g}{（56+35.5x）g/mol}$•x=0.010 mol，解得x=3，故答案為：3；
（2）設混合物中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=$\frac{1}{1+9}$×100%=10%；
在實驗室中，FeCl₂可用鐵粉和鹽酸反應得到，FeCl₃可用鐵粉和氯氣反應生成，
故答案為：10%；鹽酸；氯氣；
（3）用FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應制取K₂FeO₄，同時生成氯化鉀與水，反應的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10 OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

點評 本題考查滴定計算、混合物計算、離子方程式等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．