Question

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂(0H)_n（S0₄)_3-n/2]_m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾（其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：

（1）若A为H₂0(g)，可以得到Fe₃0₄，写出其转化的化学方程式：                。

（2）若C为KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾的化学方程式 并配平：

（3）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H₂0₂ ，调节pH<3，加热除去过量H₂0₂ ；加入过量KI充分反应后,再用 O.1OOOmol.L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。

已知：2Fe^3＋+2I^－=2Fe^2＋+I₂   I₂+2S₂O₃^2-=2I^－+S₄O₆^2-

①写出滴定选用的指示剂         ,滴定终点观察到的现象              。

②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为       g.L^-1。若滴定前溶液中H₂0₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会          (填“偏高” “偏低” “不变”）。

（4）将3.48gFe₃O₄完全溶解在100mL 1 mol·L^-1H₂SO₄溶液中，然后加入K₂Cr₂O₇溶液25mL，恰好使溶液中的Fe²⁺全部反应，Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺。则K₂Cr₂O₇溶液的物质的量浓度为                 

Answer

（1）3Fe+4H20(g)Fe3O4+ 4H2

（2）Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O

（3）①淀粉溶液（1分） 溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色（1分） ②5.6 ，偏高

（4）0.1mol·L-1

【解析】

试题分析：（1）Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和氢气，化学方程式为3Fe+4H20(g)Fe3O4+ 4H2；

（2）KNO3和KOH的混合物与Fe2O3加热共融制得K2FeO4，则缺项中有一种为K2FeO4，K2FeO4中铁元素化合价为+6，亚铁离子从+3价变为+6价，化合价升高3价；KNO3中N元素从+5降为KNO2中的+3价，化合价降低2价，根据化合价升降相等，氧化铁的系数为1，KNO3的系数为3，然后根据质量守恒定律配平，配平后的方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O。

（3）①Fe3+氧化I-生成I2，淀粉遇碘变蓝，选择淀粉溶液作指示剂；当加入最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色，说明到达滴定终点。

②由2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-可得：Fe3+～S2O32-，则n（Fe3+）=n（S2O32-）=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，铁元素总含量为(56g/mol×0.002mol)÷0.02L=5.6g/L；H2O2也能氧化I-生成I2，所以若过氧化氢没有除尽，则消耗硫代硫酸钠溶液体积偏大，所测结果偏高。

（4）3.48g Fe3O4的物质的量为3.48÷232=0.015mol，发生的反应为Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，

6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4 =3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O,根据化学反应可知，反应生成0.015molFeSO4，0.015molFeSO4消耗0.0025mol K2Cr2O7，则K2Cr2O7的浓度为0.0025mol÷0.025L=0.1mol·L-1。

【考点定位】考查物质制备方案的设计，涉及铁的及其化合物的性质，氧化还原反应配平，化学计算。

【名师点睛】本题考查了物质制备方案的设计、铁及其化合物的性质、氧化还原反应配平、化学计算、滴定等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。铁元素是过渡元素的代表，而铁及铁合金材料又在工农业生产中有着重要应用，因此铁及其化合物的有关知识是高考的热点内容之一，命题多以生活、生产、实际应用为背景，突出铁及其化合物的性质，学生在平时的学习中应注意掌握。