Question

【題目】實驗小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質。

資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2，在堿性溶液中較穩定。

（1）制備K2FeO4（夾持裝置略）

①A為氯氣發生裝置。A中反應方程式是___________________________________（錳被還原為Mn2+）。

②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑 :______________________________

③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發生的反應有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有____________________________________(寫離子方程式)。

（2）探究K2FeO4的性質

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產生黃綠色氣體，得溶液a，經檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產生Cl2，設計以下方案：

方案Ⅰ	取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。
方案Ⅱ	用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產生。

i．由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有_______離子，但該離子的產生不能判斷一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由__________________________________________產生（用方程式表示）。

ii．方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是______________________________。

②根據K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2_______FeO42-（填“>”或“<”），而方案Ⅱ實驗表明，Cl2和FeO42-的氧化性強弱關系相反，原因是________________。

Answer 1

【答案】2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O 或2MnO4－+16H＋＋10Cl－2Mn2＋＋5Cl2↑+8H2OCl2+2OHCl+ClO+H2OFe3+4FeO42+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O洗去固體表面附著的ClO，排除ClO的干擾>溶液的酸堿性不同

【解析】

（1）①A為氯氣發生裝置，由高錳酸鉀和濃鹽酸反應制取得到Cl2，MnO4－被還原為Mn2＋，Cl－被氧化為Cl2，寫出反應的方程式；

②裝置B為除雜裝置，濃鹽酸會揮發產生HCl，使得產生的Cl2中混有HCl，要除去HCl，可將混合氣體通過飽和食鹽水；

③C中得到紫色固體和溶液，紫色的溶液為K2FeO4，堿性條件下，Cl2可以氧化Fe（OH）3制取K2FeO4，還存在Cl2和KOH反應；

（2）①i．方案I中加入KSCN溶液至過量，溶液呈紅色，說明反應產生Fe3＋，不能判斷一定K2FeO4將Cl－氧化，但K2FeO4在堿性溶液中穩定，酸性溶液中快速產生O2，自身轉化為Fe3＋；

ii．方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－，使用KOH溶液溶出K2FeO4晶體，使K2FeO4穩定析出，并除去ClO－離子，防止酸性條件下ClO－和Cl－反應產生Cl2干擾實驗；

②Fe（OH）3在堿性條件下被Cl2氧化為FeO42－，可以說明Cl2的氧化性大于FeO42－，而方案Ⅱ實驗表明，Cl2和FeO42－的氧化性強弱關系相反，方案Ⅱ是FeO42－在酸性條件下氧化Cl－生成Cl2，兩種反應體系所處酸堿性介質不一樣；

（1）①A為氯氣發生裝置，由高錳酸鉀和濃鹽酸反應制取得到Cl2，MnO4－被還原為Mn2＋，Cl－被氧化為Cl2，所以反應的方程式為：2MnO4－+10Cl－+16H＋═5Cl2↑+2Mn2＋+8H2O；

②裝置B為除雜裝置，反應使用濃鹽酸，濃鹽酸會揮發產生HCl，使得產生的Cl2中混有HCl，需要除去HCl，可將混合氣體通過飽和食鹽水達到除雜的目的，所以裝置B應為：

③C中得到紫色固體和溶液，紫色的為K2FeO4，在堿性條件下，Cl2可以氧化Fe（OH）3制取K2FeO4，還存在反應為Cl2和KOH反應，所以還發生的反應方程式為：Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O；

（2）①i．方案I中加入KSCN溶液至過量，溶液呈紅色，說明反應產生Fe3＋，但該離子的產生不能判斷一定K2FeO4將Cl－氧化，注意K2FeO4在堿性溶液中穩定，酸性溶液中快速產生O2，自身轉化為Fe3＋，發生反應為：Fe3＋；4FeO42－+20H＋═4Fe3＋+3O2↑+10H2O；

ii．方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－，使用KOH溶液溶出K2FeO4晶體，可以使K2FeO4穩定析出，同時考慮到K2FeO4表面可能吸附ClO－，ClO－在酸性條件下可與Cl－反應生成Cl2，從而干擾實驗，所以用KOH溶液洗滌的目的是：使K2FeO4穩定溶出，并把K2FeO4表面吸附的ClO－除盡，防止ClO－與Cl－在酸性條件下反應產生Cl2，避免ClO－干擾實驗；

②Fe（OH）3在堿性條件下被Cl2氧化為FeO42－，可以說明Cl2的氧化性大于FeO42－，而方案Ⅱ實驗表明，Cl2和FeO42－的氧化性強弱關系相反，方案Ⅱ是FeO42－在酸性條件下氧化Cl－生成Cl2，兩種反應體系所處酸堿性介質不一樣，溶液酸堿性會影響粒子氧化性的強弱；