Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4）是—種極強的氧化劑，常應用于飲用水處理，其工業制備方法如圖所示：

（1）高鐵酸鉀中鐵元素的化合價是__________價。

（2）反應I的目的是________________________________。

（3）反應II的離子方程式為________________________________。

（4）洗滌粗品時選用乙醇而不用水的理由是________________________________。

（5）己知生成高鐵酸鉀的反應為Na2FeO4+2KOHK2FeO4↓+2NaOH，請你解釋加入飽和KOH溶液能生成高鐵酸鉀的理由是_________________________。

（6）為了提高生活用水的衛生標準，自來水廠常使用高鐵酸鉀（K2FeO4）進行消毒、凈化以及改善水質，其消毒原理是______________________。

（7）可用亞鉻酸鹽滴定法測定高鐵酸鉀含量，滴定時有關反應的離子方程式為：

①FeO42-+CrO2-+2H2O==CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-

②2CrO42-+2H+=CrO72-+H2O

③CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

現稱取2.084g高鐵酸鉀樣品溶于適量NaOH溶液中，加入稍過量的NaCrO2，充分反應后過濾，濾液在250mL容量瓶中定容。每次取25.00mL加入稀硫酸酸化，用0.1000mol·L-1的FeSO4標準溶液滴定，三次滴定消耗標準溶液的平均體積為20.00mL。則上述樣品中K2FeO4 的質量分數為______________。

Answer 1

【答案】 +6 生成氧化劑NaClO 2Fe3++3ClO-+l0OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O 減少高鐵酸鉀的損失 K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，增大K+濃度，平衡向正反應方向移動，促進K2FeO4晶體析出 高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成Fe（OH）3膠體、有吸附性起凈水作用 63.3%（63.0～64.0%）

【解析】反應Ⅰ為：2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，由濕法制備信息，可知反應Ⅱ：3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O，調節溶液pH，使溶液Fe3+、FeO42-轉化為沉淀，加入KOH溶液溶解，過濾除去氫氧化鐵，再加入飽和KOH溶液可以增大K+濃度，促進K2FeO4晶體析出。

(1)高鐵酸鉀K2FeO4中K的化合價為+1價，O的化合價為-2價，根據正負化合價的代數和為0，鐵元素的化合價為+6價，故答案為：+6；

(2)反應I是氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水，反應方程式為2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，目的是生成氧化劑NaClO，故答案為：生成氧化劑NaClO；

(3)由濕法制備信息，可知堿性條件下，ClO-與Fe3+反應得到FeO42-，ClO-被還原為Cl-，離子方程式為3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

(4)高鐵酸鉀K2FeO4易溶于水，難溶于水有機溶劑，因此洗滌粗品時選用乙醇而不用水可以減少高鐵酸鉀的損失，故答案為：減少高鐵酸鉀的損失；

(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，增大K+濃度，平衡向正反應方向移動，促進K2FeO4晶體析出，因此加入飽和KOH溶液能生成高鐵酸鉀，故答案為：K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，增大K+濃度，平衡向正反應方向移動，促進K2FeO4晶體析出；

(6)高鐵酸鉀具有很強的氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成Fe(OH)3膠體，有吸附性，可以吸附水中的吸附物質，自來水廠常使用高鐵酸鉀(K2FeO4)進行消毒、凈化以及改善水質，故答案為：高鐵酸鉀有強氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成Fe(OH)3膠體、有吸附性起凈水作用；

(7)根據反應①②③，可得關系2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，FeSO4的物質的量為0.1000molL-1×20.00×10-3L=2.000×10-3mol，所以K2FeO4的物質的量為×2.000×10-3mol，進而求得其質量為×2.000×10-3×198g=0.132g，所以樣品中K2FeO4的質量分數為×100%=63.3%，故答案為：63.3%。