Question

利用下图可从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。图中甲~己均含铁元素。

回答下列问题：

（1）K₂FeO₄是一种新型非氯高效杀菌消毒剂，从铁元素化合价的角度分析是因其具有________性（填“氧化”或“还原”）。

（2）乙与稀硫酸反应生成戊的离子方程式为________。

（3）丙转化为丁的化学方程式为________。

（4）已知甲与过量硝酸溶液反应时，HNO₃→NO↑＋NO₂↑＋H₂O（未配平），若产物中NO与NO₂的物质的量之比为1∶3，则参与反应的甲与HNO₃的物质的量之比为________，检验产物中铁元素的价态，可选用的试剂为________。

（5）实验室利用下图所示装置制取纯净的己（FeBr₃）。（已知：FeBr₃溶液煮沸会分解生成FeBr₂和Br₂）

i．上述仪器的连接顺序为：①→________→________→________→________。________

ii．A中盛装的试剂是________；B中盛装的试剂是________；C装置的作用是________。

iii．实验开始时，先打开装置①中的活塞一段时间后，再加热管式炉的目的是________。

Answer

氧化 FeO＋2H＋==Fe2＋＋H2O 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 1∶5 KSCN溶液（或NaOH溶液） ③②⑤④ 饱和NaHCO3溶液 浓硫酸 除去未反应的Br2 利用反应产生的CO2排出装置内的空气，防止铁粉被O2氧化引入杂质

【解析】

根据物质种类和化合物，可知甲为Fe单质，乙为FeO，丁为Fe(OH)3，丙为Fe(OH)2，戊为亚铁盐，己为铁盐。

(5)Fe和Br2加热制备FeBr3，需要防止Fe被O2氧化，需要防止水蒸气进入，因此利用CO2排除装置中的O2，利用稀盐酸和CaCO3制备CO2中含有H2O和HCl，利用饱和食盐水除去HCl，利用浓硫酸干燥，最后尾气吸收。

(1)K2FeO4中Fe的化合价为＋6，从化合价角度来看，化合价只能降低，具有氧化性；

(2)乙为FeO，是碱性氧化物，与酸反应生成盐和水，离子方程式为FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O；

(3)丙为Fe(OH)2，与O2、H2O反应可转化为Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；

(4)Fe和过量的硝酸反应生成Fe(NO3)3，根据题意NO与NO2的物质的量之比为1∶3，设NO和NO2的物质的量分别为1mol和3mol。HNO3中N的化合价为＋5，降低3价生成NO，降低1价生成NO2，则一共得到了3×1＋1×3=6mol电子；根据得失电子守恒，转移了6mol电子，需要2molFe，生成了2molFe(NO3)3。参加反应的硝酸体现出了酸性和氧化性，根据N守恒，共有4molHNO3化合价降低，体现氧化性；有6molHNO3形成了Fe(NO3)3，体现出了酸性，则一共消耗了10molHNO3；参与反应的Fe和HNO3的物质的量之比为2：10=1：5；

检验Fe(NO3)3溶液中的Fe3＋，可选用KSCN溶液或NaOH溶液，Fe3＋遇KSCN溶液，使得溶液现红色，Fe3＋与OH－结合生成红褐色沉淀；

(5)i．Fe和Br2加热制备FeBr3，需要防止Fe被O2氧化，需要防止水蒸气进入，因此利用CO2排除装置中的O2，利用稀盐酸和CaCO3制备CO2中含有H2O和HCl，利用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl，利用浓硫酸干燥，最后尾气吸收。排序为①→③→②→⑤→④；

ii．根据分析，A为饱和碳酸氢钠溶液，B为浓硫酸；C为吸收未反应的Br2；

iii．加热前通入CO2，可排除装置中的空气，防止Fe加热时被O2氧化，因此目的是利用反应产生的CO2排出装置内的空气，防止铁粉被O2氧化引入杂质。