Question

【題目】實驗室用圖示裝置制備KC1O溶液，再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應制備髙效凈水劑K2FeO4。

<査閱資料>O2與KOH溶液在20℃以下反應生成KC1O，在較高溫度下則生成KC1O3；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。

(1)儀器a的名稱是___________；裝置A中反應的離子方程式為___________________。

裝置C中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的是_______________。

(2)裝置B吸收的氣體是___________，裝置D的作用是____________________。

(3)C中得到足量KC1O后，將三頸燒瓶上的導管取下，依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反應溫度為25℃，攪拌1.5 h，溶液變為紫紅色(含K2FeO4)，該反應的離子方程式為________________。再加入飽和KOH溶液，冷卻至0℃～5℃析出紫黑色晶體，過濾，得到K2FeO4粗產品。

(4)K2FeO4粗產品含有Fe(OH)3、KC1等雜質，其提純步驟為：

①將一定量的K2FeO4粗產品溶于冷的3 mol/LKOH溶液中。

②過濾。

③____________________。

④攪拌、靜置、過濾，用乙醇洗滌2～3次，

⑤在真空干燥箱中干燥。

(5)稱取提純后的K2FeO4樣品0.2200 g于燒杯中，加入強堿性NaCr(OH)溶液，反應后再加稀H2SO4調節溶液呈強酸性，配成250 mL溶液，取出25.00 mL放入錐形瓶，用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點，重復操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反應為：

Cr(OH)4-+FeO42- =Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-

2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

則該K2FeO4樣品的純度為_________________。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 防止Cl2與KOH反應生成KC1O3 HC1 吸收Cl2，防止污染空氣 3C1O-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液 90.00%

【解析】(1)根據裝置圖可知儀器a的名稱是分液漏斗；裝置A中濃鹽酸和二氧化錳混合加熱得氯氣，發生反應的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3，所以冰水浴的目的是防止Cl2與KOH反應生成KClO3；

(2)氣中有氯化氫需要除去，氯氣有毒，需要進行尾氣吸收，所以裝置B吸收的氣體是HCl，裝置D的作用是吸收Cl2，防止污染空氣；

(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，發生氧化還原反應生成K2FeO4、KCl和水等，反應的離子方程式為3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，
故答案為：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；
(4)K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液，所以提純K2FeO4粗產品時可以①將一定量的K2FeO4粗產品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，②過濾，③將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液，④攪拌、靜置、過濾，用乙醇洗滌2～3次，⑤在真空干燥箱中干燥；

(5)根據反應Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，可得關系式2FeO42-～Cr2O72-～6Fe2+，根據題意可知，(NH4)2Fe(SO4)2的物質的量為0.03L×0.01000mol/L=0.0003mol，所以高鐵酸鉀的質量為0.0003mol××=0.198g，所以K2FeO4樣品的純度為×100%=90%。