Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)為紫黑色粉末,是一種新型高效消毒劑。K2FeO4易溶于水,微溶于濃KOH溶液,在0~5 ℃的強堿性溶液中較穩定。一般制備方法是先用Cl2與KOH溶液在20 ℃以下反應生成KClO(在較高溫度下則生成KClO3),KClO再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應即可制得K2FeO4。實驗裝置如圖所示:

回答下列問題:

(1) 制備KClO。

①裝置B的作用_______。

②裝置C中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的是________。

(2) 制備K2FeO4。

①裝置C中得到足量KClO后,將三頸燒瓶上的導管取下,加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反應溫度,攪拌,當溶液變為紫紅色,該反應的離子方程式為______。

②向裝置C中加入飽和KOH溶液,析出紫黑色晶體,過濾。

(3) 測定K2FeO4純度。

測定制備的K2FeO4的純度可用滴定法,滴定時有關反應的離子方程式為:a. + +2H2O= +Fe(OH)3↓+OH；b.2+2H+= +H2O；c. +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。稱取2.0g 制備的K2FeO4樣品溶于適量KOH 溶液中,加入足量的KCrO2,充分反應后過濾,濾液在250 mL 容量瓶中定容。取25.00 mL 加入稀硫酸酸化,用0.10 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2 標準溶液滴定至終點,重復操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的體積為24.00 mL,則該K2FeO4 樣品的純度為______。

Answer 1

【答案】飽和食鹽水吸收揮發的HCl 防止Cl2與KOH反應生成KClO3 3ClO-+2Fe3++10OH-2+3Cl-+5H2O 79.2%

【解析】

由制備實驗裝置可知，A中濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣，B中飽和食鹽水可除去混在氯氣中的HCl，C中發生的反應為：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，為防止在較高溫度下生成KClO3，C裝置中用冰水浴，D中NaOH可用來吸收尾氣，據此回答問題。

（1） ①生成的Cl2摻雜有少量揮發的HCl，需要用裝置B中的飽和食鹽水吸收揮發的HCl；

②本實驗裝置是為了制備KClO溶液，因此要保證反應溫度在20℃以下，較高溫度下則生成KClO3；

（2）①KClO與Fe(NO3)3反應，ClO-為氧化劑，將Fe3+氧化為 (紫紅色)，自身被還原為Cl-，該反應的離子方程式為：3ClO-+2Fe3++10OH-2+3Cl-+5H2O；

（3）由反應方程式a. + +2H2O= +Fe(OH)3↓+OH；b.2+2H+= +H2O；c. +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得關系式：~~~3Fe2+，則每次滴定反應的K2FeO4的物質的量為：n(Fe)=n(Fe2+)=×0.10 mol·L-1×0.024 L=0.000 8 mol，則K2FeO4的總質量為：198 g·mol-1×0.000 8×=1.584 g,則K2FeO4樣品的純度為:×100%=79.2%。