Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑，且不會造成二次污染。查閱資料:K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2,在堿性溶液中較穩定。②Cl2與KOH溶液在20 ℃以下反應生成KClO,在較高溫度下則生成 KC1O3。

(1)用K2FeO4處理生活用水既可以消毒又可以沉降，其原理是K2FeO4與水反應生成Fe(OH)3 膠體，寫出該反應的離子方程式:____________________________。

(2)實驗室常利用氯氣制備NaClO后與NaOH、Fe(NO3)3反應制備K2FeO4根據反應原理，僅根據下列儀器，請你組裝合理、簡潔的實驗裝置，所用的裝置的接口連接順序：___________________________。

(3)寫出裝置A中發生的離子方程式: ______________________ 。

(4)三頸燒瓶用冰水浴的原因是 _________________，A處盛放KC1O3的儀器名稱 ___________。

(5)將實驗得到的Na2FeO4再加入飽和KOH溶液中，可析出紫黑色的K2FeO4粗晶體，其原因是________________________________________________________。

(6)高鐵酸鉀純度檢測：稱取3.0 g制備的K2FeO4粗晶體溶于適量KOH溶液中，加入足量的KCrO2充分反應（此時Cr元素全部以CrO42- 形式存在）,過濾，濾液在100 mL容量瓶中定容。取10.00 mL加人稀硫酸酸化，再用 0.10 mol/L的（NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點（此時Cr元素全部以Cr3+形式存在），重復滴定3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】4FeO42- +10 H2O = 4Fe（OH）3 （膠體） + 8OH- + 3O2 ↑ adebcj (或adecbj) ClO3- +6H+ +5Cl-=3Cl2↑+3H2O 防止Cl2與KOH反應生成KClO3而得不到KClO 圓底燒瓶 相同條件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度(說法合理即可) 52.8%

【解析】

（1）由題可知，K2FeO4與水反應生成Fe(OH)3 膠體，Fe元素化合價降低，根據化合價升降規則可知，O元素化合價升高，生成氧氣，根據化合價升降守恒、原子守恒、電荷守恒可寫出其離子方程式為：4FeO42- +10H2O = 4Fe(OH)3 (膠體) + 8OH- + 3O2 ↑；

（2）裝置A為制備氯氣裝置，B為制備NaClO后與NaOH、Fe(NO3)3反應制備Na2FeO4的裝置，裝置C為除去氯氣中氯化氫裝置，裝置D為氣體干燥裝置，裝置E為安全瓶或儲存氣體裝置，裝置F為除尾氣裝置，

根據實驗要求，本實驗需要裝置為A、B、C、F，裝置A制備的氯氣經過除氯化氫后，通入裝置B中進行反應制備Na2FeO4，未反應完全的氣體經過尾氣處理，故裝置的接口連接順序為：adebcj (或adecbj)；

（3）裝置A為制備氯氣裝置，KClO3與濃鹽酸反應的離子方程式為：ClO3- +6H+ +5Cl-=3Cl2↑+3H2O；

（4）因該反應為放熱反應，而Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成 KC1O3，因此需要用冰水浴保持反應溫度在20℃以下，防止Cl2與KOH反應生成KClO3而得不到KClO；根據儀器圖可知，盛放KClO3的儀器為圓底燒瓶；

故答案為：防止Cl2與KOH反應生成KClO3而得不到KClO；圓底燒瓶；

（5）由K2FeO4微溶于KOH溶液可知，K2FeO4在KOH溶液中溶解度小于Na2FeO4，因此將實驗得到的Na2FeO4再加入飽和KOH溶液中，可析出紫黑色的K2FeO4粗晶體，

故答案為：相同條件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度；

（6）由反應方程式：a、FeO42+CrO2+2H2O=CrO42+Fe(OH)3↓+OH、

b、2CrO42+2H+=Cr2O72+H2O、

c、Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

可得關系式：FeO42CrO2Cr2O723Fe2+，

則每次滴定反應的K2FeO4的物質的量為：n(K2FeO4)=( Fe2+)=×24.00×10-3L×0.1mol/L=8×10-4mol，

則K2FeO4的總質量為：198g/mol×8×10-4mol×=1.584g，

則K2FeO4的樣品純度為：×100%=52.8%。