题目

题型：不详难度：来源：

(12分)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeCl_x的化学式。可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeCl_x样品，溶解后先进行阳离子交换预防处理，再通过含有饱和OH^-的阴离子交换柱，使Cl^-和OH^-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH^-用0.40mol·L^-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量为________mol，并求出FeCl_x中_X值为__________。
（2）现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合样品，采用上述方法测得n(Fe): n(Cl)=1:2.1，则该样品中FeCl₃的物质的量分数为____________。在实验室中，FeCl₂可用铁粉和__________反应制备，FeCl₃可用铁粉和_______反应制备
（3）铁酸钠(Na₂FeO₄)是水处理过程中的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的。它是由硝酸铁、氢氧化钠和氯气在一定条件下制得的，同时还生成硝酸钠和氯化钠等。
①写出制取铁酸钠的化学方程式：                                         。
②铁酸钠之所以有净水作用，除***菌外，另一个原因是                          。

答案

（12 分）(1) 0.010 （2分）（写0.01给1分）  3（2分）(2)10%或0.10 （2分）
盐酸（1分） 氯气（1分）
(3)① 2Fe(NO₃)₃+16NaOH+3Cl₂═2Na₂FeO₄+6NaCl+6NaNO₃+8H₂O（2分）
②净水时，铁酸钠被还原成三价铁离子，Fe³⁺易水解生成氢氧化铁胶体，有吸附悬浮性杂质的作用，因而能净水。（2分）

解析

试题分析：通过题干审清题意，（1）要测定铁的某氯化物FeCl_x的化学式，应接受离子交换这一信息，先进行阳离子交换预防处理，此时铁离子不在溶液中，再将Cl^-和OH^-发生1：1交换，再用盐酸滴定OH^-，消耗25.0mL 0.40mol·L^-1的盐酸，可知OH^-的物质的量和HCl的相同，也就是Cl^-的物质的量等于0.0250L ×0.40mol·L^-1=0.010mol（注意有效数字）；再由0.54g的FeCl_x样品中含有0.010mol Cl^-，列式0.54÷（56＋35.5X）=0.010÷X计算得X值为3。（2）假设FeCl₂、 FeCl₃的物质的量分别为X、Y，则由n(Fe): n(Cl)=1:2.1，可列式（X＋Y）：（2X＋3Y）==1:2.1，得到X：Y=9:1，假设FeCl₂的物质的量为9mol，则FeCl₃的物质的量为1mol，所以可求FeCl₃的物质的量分数为（106.5×1）÷（106.5＋127×9）=10%。
铁和盐酸反应生成FeCl₂，铁和氯气反应生成FeCl₃ 。（3）由硝酸铁、氢氧化钠和氯气在一定条件下制得Na₂FeO₄，同时还生成硝酸钠和氯化钠等，则有2Fe(NO₃)₃+16NaOH+3Cl₂===2Na₂FeO₄+6NaCl+6NaNO₃+8H₂O。铁酸钠本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的，所以净水时，生成了三价铁离子，Fe³⁺易水解生成氢氧化铁胶体，有吸附悬浮性杂质的作用，因而能净水。
点评：本题是信息给予题型，对学生的能力要求较高，属于较综合的难题。