Question

【題目】高鐵酸鉀是一種新型綠色氧化劑，制備高鐵酸鉀的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）步驟①中NaClO作______（填“氧化劑”“還原劑”或“催化劑”）。

（2）步驟②脫除的鹽除NaNO3 外，還有 ____________（填化學式）。

（3）步驟③是利用溶解度的不同進行的操作。則溶解度：Na2FeO4 _____（填“>”或“<”）K2FeO4。

（4）本次實驗中K2FeO4的產率為__________________。

（5）取少量K2FeO4于試管中，加硝酸酸化并堵住試管口，觀察到溶液中有細微的小氣泡產生，溶液紫色逐漸褪去，伸入一根帶火星的木條，木條復燃；再向溶液中加入KSCN溶液，溶液變為血紅色。如果標況下產生氣體2.24L,則參加反應的FeO42- 數目_____________；K2FeO4作為凈水劑的優點除鐵無毒，能消毒殺菌外還有__________________________________。

（6）某同學設計以下兩個實驗探究高鐵酸鉀的穩定性。

（實驗1）將適量K2FeO4固體分別溶解于pH為4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO42-濃度為1.0mmolL-1（1mmolL-1=10-3molL-1）的試樣，靜置，結果見圖1。

（實驗2）將適量K2FeO4溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成FeO42-濃度為1.0mmolL-1的試樣，將試樣分別置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，結果見圖2。

（實驗結論）根據圖一，可以得出的結論是：________________________________________

圖1 圖2

（7）常溫下，某水溶液含有Fe3+,Cu2+,調節溶液pH=10時，兩種氫氧化物沉淀共存，已知該溫度下， Ksp（Fe(OH)3）= a, Ksp（Cu(OH)2）= b,則溶液中C(Fe3+)/C(Cu2+)=___________。

Answer 1

【答案】氧化劑NaCl>86.36%2/15 NA 或2.4×1023生成的Fe(OH)3膠體粒子可吸附水中懸浮雜質其他條件不變時， pH越小，K2FeO4越不穩定104a/b

【解析】

（1）步驟①中Fe3+被NaClO在堿性條件下氧化為FeO42-，則NaClO作氧化劑；正確答案：氧化劑。

(2)步驟①中NaClO的還原產物為NaCl，反應同時生成NaNO3，這兩種鹽均需要除去，否則影響產品的純度，則步驟②脫除的鹽除NaNO3外，還有NaCl；正確答案：NaCl。

(3)步驟③在Na2FeO4溶液中加入KOH固體，可析出溶解度小的K2FeO4，則溶解度Na2FeO4>K2FeO4；正確答案：>。

(4)4.04gFe(NO3)3·9H2O的物質的量為4.04/404=0.01g，實驗中K2FeO4的產率為0.01×198/1.71×100%=86.36%；正確答案：86.36%。

(5)根據題給信息可知：K2FeO4酸化時有氧氣和Fe3+生成，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒可知發生反應的離子方程式為4FeO42-+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O；根據4FeO42---12e--3O2關系可知，如果標況下產生氧氣2.24L（即為0.1mol）,則參加反應的FeO42- 數目2/15 NA 或2.4×1023；K2FeO4作為凈水劑的優點除鐵無毒外，還體現在自身的強氧化性，能消毒殺菌，同時還原產物Fe3+水解生成的Fe(OH)3可吸附水中懸浮雜質；正確答案：2/15 NA 或2.4×1023 ；生成的Fe(OH)3膠體粒子可吸附水中懸浮雜質。

（6）根據圖一，可以得出的結論是：其他條件不變時， pH越小，K2FeO4越不穩定 ；正確答案：其他條件不變時， pH越小，K2FeO4越不穩定。

（7）c(Fe3+)/c(Cu2+)= c(Fe3+)×c3(OH-)/ c(Cu2+)×c2(OH-)×c(OH-)= Ksp[Fe(OH)3]/ Ksp[Cu(OH)2] ×c(OH-)= a/b×c(OH-)，由于溶液pH=10時，c(H+)=10-10mol/L，所以c(OH-)=10-4 mol/L，帶入上式可得c(Fe3+)/c(Cu2+)= 104a/b；正確答案：104a/b。