Question

【題目】高鐵酸鉀在飲用水源和廢水處理過程中，不僅能去除污染物和致癌化學污染物，而且不產生任何誘變致癌的產物，具有高度的安全性；其可溶于水，微溶于濃 KOH 溶液，且在強堿性溶液中比 較穩定。實驗室用次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的流程如圖所示：

流程圖中的飽和次氯酸鉀溶液的制備裝置如圖所示：

(1)A 為氯氣發生裝置。A 中反應的離子方程式是___________；裝置 B 內的試劑及作用是____________；

(2)裝置 C 反應溫度控制在 0～5℃進行，在不改變 KOH 溶液濃度前提下，實驗中可采取措施是________。

(3)流程圖中在加入 KOH 固體的時候會產生大量的白色沉淀_____(填化學式)。

(4)在攪拌下，將 Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到 KClO 飽和溶液中即可制取 K2FeO4，寫出該反應的離子方程式__________；反應過程中溫度控制在 10~15℃，溫度過低或過高對反應的影響是_____________。

(5)過濾除雜時不用普通漏斗和濾紙而采用砂芯漏斗(如圖)的原因是_____________。

(6)在提純高鐵酸鉀時采用重結晶、洗滌、干燥的方法，洗滌劑可以選用_____。

A.H2O B.濃 KOH 溶液 C.Fe(NO3)3溶液 D.異丙醇

(7)若提純得到 a gK2FeO4(M=198g/mol)，上述流程中有 5%的 Fe 損失，則需要提供 Fe(NO3)3(M=242g/mol)的質量為_____g(用含 a 的計算式表示)。

Answer 1

【答案】2MnO4－＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 飽和食鹽水、吸收雜質HCl氣體 將C裝置置于冰水浴中冷卻 KCl 3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 溫度過低或過高對反應的影響是溫度太低，反應速率慢影響產品的產率，溫度太高，會含有雜質，氧化劑的有效濃度降低，從而使反應速率和轉化率下降； 普通漏斗和濾紙在堿性條件下容易被腐蝕，而砂芯漏斗的濾板耐堿性和抗腐蝕性較好 BD g

【解析】

A裝置制備氯氣，B裝置除去氯氣中混有的HCl氣體，C裝置制備K2FeO4，尾氣吸收裝置吸收未反應的氯氣，防止污染空氣。

（1）A 為氯氣發生裝置，高錳酸鉀與濃鹽酸生成氯化錳和氯氣。A 中反應的離子方程式是2MnO4－＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；生成的氯氣中含有氯化氫，裝置 B 內的試劑是飽和食鹽水，作用是吸收HCl氣體；故答案為：2MnO4－＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；飽和食鹽水、吸收雜質HCl氣體；

（2）C裝置制備K2FeO4，反應溫度控制在 0～5℃進行，在不改變 KOH 溶液濃度前提下，實驗中可采取措施是將C裝置置于冰水浴中冷卻。故答案為：將C裝置置于冰水浴中冷卻；

（3）發生的反應方程式為2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，KCl溶解度小，飽和后易析出，流程圖中在加入 KOH 固體的時候會產生大量的白色沉淀KCl。故答案為：KCl；

（4）在攪拌下，將 Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到 KClO 飽和溶液中即可制取 K2FeO4，在KOH溶液中，Fe(NO3)3與KClO應生成K2FeO4、KCl和KNO3，反應的方程式為：2 Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，該反應的離子方程式3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；反應過程中溫度控制在 10~15℃，溫度過低或過高對反應的影響是溫度太低，反應速率慢，影響產品的產率，溫度太高，會含有雜質，氧化劑的有效濃度降低，從而使反應速率和轉化率下降。故答案為：3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；溫度過低或過高對反應的影響是溫度太低，反應速率慢，影響產品的產率，溫度太高，會含有雜質，氧化劑的有效濃度降低，從而使反應速率和轉化率下降；

（5）過濾除雜時不用普通漏斗和濾紙而采用砂芯漏斗的原因是普通漏斗和濾紙在堿性條件下容易被腐蝕，而砂芯漏斗的濾板耐堿性和抗腐蝕性較好。故答案為：普通漏斗和濾紙在堿性條件下容易被腐蝕，而砂芯漏斗的濾板耐堿性和抗腐蝕性較好；

（6）K2FeO4可溶于水、微溶于濃KOH溶液，在異丙醇中溶解度也比較小，在提純高鐵酸鉀時采用重結晶、洗滌、干燥的方法，洗滌劑可以選用B.濃 KOH 溶液D.異丙醇；故答案為：BD。

（7）由鐵原子守恒：Fe(NO3)3～K2FeO4

m= g，故答案為： g。