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8.鐵的化合物在化學(xué)研究中受到廣泛重視,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)一種光敏材料的化學(xué)式是KxFe(C2O4y•3H2O( Fe為+3價(jià)),為測(cè)定其組成,稱(chēng)取一定質(zhì)量的晶體置于燒杯中,加入足量的蒸餾水和稀 H2SO4,將 C2O42-轉(zhuǎn)化為 H2C2O4后用 0.1020mol/L的KMnO4溶液滴定,當(dāng)消耗 KMnO4溶液 24.48mL 時(shí)恰好完全反應(yīng);再向溶液中加入適量的還原劑,恰好將 Fe3+完全轉(zhuǎn)化為 Fe2+,用相同濃度的 KMnO4溶液繼續(xù)滴定,當(dāng) Fe2+完全被氧化時(shí),用去 KMnO4溶液 4.08mL.寫(xiě)出KMnO4溶液與H2C2O4反應(yīng)的離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O.
通過(guò)計(jì)算確定該材料的組成K3Fe(C2O43•3H2O.
(2)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可實(shí)現(xiàn)2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的轉(zhuǎn)化.已知含SO2的廢氣通入Fe2+、Fe3+的溶液時(shí),其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,則另一反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
(3)納米級(jí)Fe3O4是磁流體中的重要粒子,其制備原理可簡(jiǎn)單表示如下:
①將化合物NH3通入等物質(zhì)的量的FeSO4、Fe2(SO43的混合溶液中生成兩種堿,寫(xiě)出該反應(yīng)過(guò)程的離子方程式Fe2++2Fe3++8NH3+8H2O═Fe(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+8NH4+
②上述反應(yīng)生成的兩種堿繼續(xù)作用,得到Fe3O4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O.
(4)復(fù)合氧化物鐵酸錳(MnFe2O4)可以用于熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫,利用MnFe2O4熱化學(xué)循環(huán)制氫的反應(yīng)可表示為:
MnFe2O41000KMnFe2O4-x+x2O2↑    MnFe2O4-x+xH2O→MnFe2O4+xH2↑,
若MnFe2O4-x中x=0.6,則MnFe2O4-x中Fe2+占全部鐵元素的百分率為60%.

分析 (1)先滴加高錳酸鉀,發(fā)生反應(yīng):2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O,根據(jù)關(guān)系式:5C2O42-~5H2C2O4~2KMnO4計(jì)算n(C2O42-),再加入還原劑,F(xiàn)e3+完全轉(zhuǎn)化為 Fe2+,用相同濃度的 KMnO4溶液繼續(xù)滴定,根據(jù)關(guān)系式5Fe3+~5Fe2+~MnO4-計(jì)算n(Fe3+),根據(jù)n (Fe3+):n (C2O42-)確定y的值,再根據(jù)電荷守恒確定x,進(jìn)而確定化學(xué)式;
(2)鐵離子具有強(qiáng)氧化性,將二氧化硫氧化所生產(chǎn)的硫酸,自身還原得到亞鐵離子;
(3)①硫酸亞鐵、硫酸鐵與氨水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵、氫氧化鐵與硫酸銨;
②由題意可知,氫氧化鐵、氫氧化鐵作用得到四氧化三鐵與水;
(4)根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0,計(jì)算MnFe2O4-x中鐵的總價(jià)態(tài),令1mol MnFe2O4-x中含F(xiàn)e2+、Fe3+物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,列方程組解答.

解答 解:(1)先滴加高錳酸鉀,發(fā)生反應(yīng):2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O,離子方程式為:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,
根據(jù)關(guān)系式:5C2O42-~5H2C2O4~2KMnO4,可知n(C2O42-)=52n(MnO4-)=52×0.1020×24.48×10-3 mol,
再加入還原劑,F(xiàn)e3+完全轉(zhuǎn)化為 Fe2+,用相同濃度的 KMnO4溶液繼續(xù)滴定,根據(jù)關(guān)系式5Fe3+~5Fe2+~MnO4-,可知n (Fe3+)=n( Fe2+)=5n(MnO4-)=5×0.1020×4.08×10-3 mol,
故n (Fe3+):n (C2O42-)=1:3,所以y=3,由電荷守恒可知x+3=2y,即x+3=3×2,解得x=3,
故化學(xué)式為 K3Fe(C2O43•3H2O,
故答案為:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,K3Fe(C2O43•3H2O;
(2)鐵離子具有強(qiáng)氧化性,將二氧化硫氧化所生產(chǎn)的硫酸,自身還原得到亞鐵離子,反應(yīng)離子方程式為:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,
故答案為:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;
(3)①硫酸亞鐵、硫酸鐵與氨水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵、氫氧化鐵與硫酸銨,反應(yīng)離子方程式為:Fe2++2Fe3++8NH3+8H2O═Fe(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+8NH4+,
故答案為:Fe2++2Fe3++8NH3+8H2O═Fe(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+8NH4+
②由題意可知,氫氧化鐵、氫氧化鐵作用得到四氧化三鐵與水,化學(xué)方程式為:Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O,
故答案為:Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O;
(4)x=0.6時(shí),鐵的總價(jià)態(tài)為(4-0.6)×2-2=4.8,設(shè)1mol MnFe2O3.4中含F(xiàn)e2+、Fe3+物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,
則有x+y=2,2x+3y=4.8,
聯(lián)立解得:x=1.2,y=0.8,
則1mol MnFe2O3.6中含F(xiàn)e2+的物質(zhì)的量為1.2mol,則Fe2+占的百分率為1.2mol2mol×100%=60%.
故答案為:60%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)滴定計(jì)算、方程式書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)組成的計(jì)算等,(1)中計(jì)算量較大,注意利用關(guān)系式計(jì)算,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ),難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.某烴的分子式為C10H14,不能使溴水褪色,但可使酸性KMnO4溶液褪色,且可以被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸,則此烴的結(jié)構(gòu)共有( �。�
A.2種B.3種C.4種D.5種

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.固體X中可能含有MgCl2、Na2CO3、K2SO3、KAlO2中的一種或幾種.為確定該固體粉末的成分,現(xiàn)取X進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象如下:

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.氣體1可能為SO2和CO2的混合物
B.沉淀3可能為Al(OH)3
C.沉淀4可能為BaCO3、BaSO3或二者混合物
D.固體粉末X中一定有Na2CO3,可能有KAlO2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是(  )
A.乙炔的電子式:B.是同一物質(zhì)
C.乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:CH2CH2D.乙烯的球棍模型:

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.下列分子中含有的電子數(shù)目與HF相同,且只有兩個(gè)極性共價(jià)鍵的是( �。�
A.CO2B.NH3C.H2OD.CH4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.前不久,我國(guó)科學(xué)家合成了三種新核素,其中一種是18572Hf.下列關(guān)于18572Hf的敘述中,正確的是( �。�
A.該元素的原子序數(shù)是72B.該元素的原子序數(shù)是113
C.該核素的中子數(shù)為72D.該元素的相對(duì)原子質(zhì)量為了185

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.把Ba(OH)2溶液滴入明礬(KAl(SO42•12H2O)溶液中,使SO42-全部轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀,此時(shí)鋁元素的主要存在形式是( �。�
A.Al3+B.Al(OH)3C.[Al(OH)4]-D.Al3+和Al(OH)3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

17.已知IIA元素由上至下依次是:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra;以同主族元素及其化合物性質(zhì)的相似性為依據(jù)作出的下列判斷不正確的( �。�
A.SrO可與鹽酸反應(yīng)B.Sr(OH)2難溶于水C.SrSO4難溶于水D.Sr(OH)2是強(qiáng)堿

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.下列物質(zhì)的命名錯(cuò)誤的是(  )
A.2-乙基-1,3-丁二烯B.CH2=CH-CH2-CH3  1-丁烯
C.1,3-二丙醇D.  1,4-苯二酚

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