Question

氯化鐵和高鐵酸鉀都是常見的水處理劑。下圖為制備氯化鐵及進一步氧化制備高鐵酸鉀的工藝流程。

請回答下列問題：
（1）氯化鐵有多種用途：
①氯化鐵做凈水劑。請用離子方程式表示其原理____________       __________；
②工業上常用FeCl₃溶液腐蝕銅印刷線路板。這是利用了FeCl₃較強的__________性。
（2）吸收劑X的化學式為              　　   。為檢驗吸收劑是否已完全轉化為FeCl₃溶液，有人設計用酸性高錳酸鉀溶液，但很快被否定，理由是（用離子方程式表示）                       。正確的檢驗方法是：取少量待測液，加入               （寫化學式）溶液，若無深藍色沉淀產生，則證明轉化完全。
（3）堿性條件下反應①的離子方程式為____________________________________。
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時，靜置，抽濾獲得粗產品。該反應的化學方程式為2KOH＋Na₂FeO₄ K₂FeO₄＋2NaOH，請根據相關反應原理分析反應能發生的原因                      。
（5）將粗K₂FeO₄產品經重結晶、過濾、          、         ，即得較純凈的K₂FeO₄。

Answer 1

（1）①Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃ (膠體) + 3H⁺         ②氧化
（2）FeCl₂ 10Cl^-+2MnO₄^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+ H₂O   鐵氰化鉀或K₃[Fe(CN)₆] (寫成K₃Fe(CN)₆也可)
（3）3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-==2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
（4）K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄小而溶液中K⁺、FeO₄^2-的濃度比較大（合理答案均計分）
（5）洗滌、干燥

試題分析：（1）①氯化鐵做凈水劑是因為Fe³⁺水為Fe(OH)₃膠體的緣故；②工業上常用FeCl₃溶液腐蝕銅印刷線路板。是Fe³⁺氧化了Cu的緣故，FeCl₃較強的氧化性。
（2）吸收劑X的與Cl₂反應的產物是FeCl₃，X是FeCl₂。為檢驗吸收劑是否已完全轉化為FeCl₃溶液，用酸性高錳酸鉀溶液不能驗證，因為Cl^-能被酸性高錳酸鉀氧化為Cl₂。Fe²⁺與鐵氰化鉀溶液或深藍色沉淀產生，可用此顯色反應來驗證是否存在Fe²⁺。
（3）堿性條件下根據反應物和產物可知，反應①的離子方程式為3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-==2FeO₄^2-+ 3Cl^-+5H₂O。
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時，靜置，抽濾獲得粗產品。該反應的化學方程式為2KOH＋Na₂FeO₄ K₂FeO₄＋2NaOH，請根據相關反應原理分析反應能發生的原因K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄小而溶液中K⁺、FeO₄^2-的濃度比較大。
（5）將粗K₂FeO₄產品經重結晶、過濾、洗滌、干燥，即得較純凈的K₂FeO₄。²⁺、Fe³⁺、K₂FeO₄之間的轉化及其各自的性質、鑒別方法。