Question

20．高鐵酸鹽（K₂FeO₄）在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途．濕法、干法制備高鐵酸鹽的原理如下表所示．

濕法	強堿性介質(zhì)中，F(xiàn)e（NO3）3與NaClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鹽溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO2等產(chǎn)物

（1）寫出干法制備K₂FeO₄ 的化學(xué)方程式為，F(xiàn)e₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1．
（2）高鐵酸鉀在水中既能消毒殺菌，又能凈水，是一種理想的水處理劑．它能消毒殺菌是因為高鐵酸鉀有強氧化性，它能凈水的原因是高鐵酸鉀與水反應(yīng)生成的Fe（OH）₃膠體有吸附性．
（3）在實驗室配置Fe（NO₃）₃溶液時，若用蒸餾水直接配置，所得溶液往往較混濁，其原因是（用離子方程式表示）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，因此，正確的配置操作是在溶液中加入少量的（填試劑名稱）硝酸，其目的是抑制鐵離子的水解．
（4）Fe₂O₃是一種紅棕色的氧化物，寫出它和鹽酸反應(yīng)的離子方程式Fe₂O₃+6H⁺=3H₂O+2Fe³⁺．
（5）檢驗Fe³⁺ 的方法很多，寫出其中的一種檢驗方法取少量溶液于試管中，加入少量KSCN溶液，如果變成血紅色溶液，則含有Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）干法Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO₂等，所以反應(yīng)為Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，F(xiàn)e元素化合價升高，化合價由+3價升高到+6價，被氧化，N元素化合價由+5價降低到+2價，結(jié)合方程式判斷；
（2）K₂FeO₄具有強氧化性，可用于殺菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性；
（3）鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子，溶液呈酸性，根據(jù)影響水解平衡移動的因素來回答；
（4）Fe₂O₃是一種紅棕色的氧化物，它和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水；
（5）檢驗Fe³⁺ 可用KSCN溶液．

解答 解：（1）干法Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO₂等，所以反應(yīng)為Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，F(xiàn)e元素化合價升高，化合價由+3價升高到+6價，被氧化，N元素化合價由+5價降低到+2價，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1，
故答案為：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O；3：1；
（2）K₂FeO₄具有強氧化性，可用于殺菌消毒，可生成Fe（OH）₃，具有吸附性，可除去水的懸浮性雜質(zhì)，
故答案為：高鐵酸鉀有強氧化性；高鐵酸鉀與水反應(yīng)生成的Fe（OH）₃膠體有吸附性；
（3）鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，所以溶液往往較混濁，正確的配置操作是將Fe（NO₃）₃固體先溶于較濃的硝酸中，可以抑制鐵離子的水解，故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；硝酸；抑制鐵離子的水解；
（4）Fe₂O₃是一種紅棕色的氧化物，它和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=3H₂O+2Fe³⁺；故答案為：紅棕；Fe₂O₃+6H⁺=3H₂O+2Fe³⁺；
（5）檢驗Fe³⁺ 可用KSCN溶液，具體操作為取少量溶液于試管中，加入少量KSCN溶液，如果變成血紅色溶液，則含有Fe³⁺；
故答案為：取少量溶液于試管中，加入少量KSCN溶液，如果變成血紅色溶液，則含有Fe³⁺．

點評 本題考查實驗方案設(shè)計與評價，為高考不變的一個題型，每年高考必考，是熱點題型、也是高考難點之一．本題主要考查了氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)平衡的移動、膠體的凈水原理．重點是利用化合價的升價和化學(xué)計量數(shù)判斷氧化劑和還原劑的比例，難度中等．