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。可用离子交换和中和的方法。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 的盐酸中和,结束时消耗盐酸 25.0mL ,则 x 值为 _______
(2) 现有一含有 FeCl 2 和 FeCl 3 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 FeCl 3 的物质的量分数为 _______ 。在实验室中, FeCl 2 可用铁粉和 _______ 反应制备, FeCl 3 可用铁粉和 _______ 反应制备
(3)FeCl 3 与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 _______
(4) 高铁酸钾 (K 2 FeO 4 ) 是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。 FeCl 3 与 KClO 在强碱性条件下反应可制取 K 2 FeO 4 ,其反应的离子方程式为 _______ 。
3 10% 盐酸 氯气 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2 2Fe(OH) 3 +3ClO - + 4OH - =2FeO + 3Cl - +5H 2 O 或 2Fe 3+ +3ClO - +10OH - = 2FeO +3Cl - +5H 2 O
【详解】
(1)n(Cl)=n(H + )=n(OH - )= 0.0250L × 0.40mol. · L -1 = 0.010mol , 0.54gFeCl x 样品中含有氯离子物质的量为 ,解得 x=3 ;
故答案为: 3 。
(2) FeCl 2 和 FeCl 3 的混合物的样品中 FeCl 2 物质的量为 x , FeCl 3 的物质的量为 y ,则 (x+y) : (2x + 3y)= 1 : 2.1 ,得到 x : y= 9 : 1 ,氯化铁物质的量分数 = ;在实验室中 FeCl 2 可用铁粉和盐酸反应得到, FeCl 3 可用铁粉和氯气反应生成;
故答案为: 10% ;盐酸;氯气。
(3) 三价铁具有氧化性,碘化氢具有还原性,发生氧化还原反应生成碘化亚铁、碘、水,发生的离子反应为 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2 ,
故答案为: 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2 。
(4) 次氯酸钾中氯 + 1 价具有强氧化性,可将 +3 价的铁氧化成 +6 价,用 FeCl 3 与 KClO 在强碱性条件下反应制取 K 2 FeO 4 ,反应的离子方程式为: 2Fe(OH) 3 +3ClO - + 4OH - =2FeO + 3Cl - +5H 2 O 或 2Fe 3+ +3ClO - +10OH - = 2FeO +3Cl - +5H 2 O ;
故答案为: 2Fe(OH) 3 +3ClO - + 4OH - =2FeO + 3Cl - +5H 2 O 或 2Fe 3+ +3ClO - +10OH - = 2FeO +3Cl - +5H 2 O 。
铁元素:
在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:
注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:
③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)
化学性质:
铁元素性质活泼,有较强的还原性。
铁的性质:
铁与稀硝酸的反应:
两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。
注意:
铁三角关系:
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