Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室用圖 1 所示裝置制備 KClO 溶液，并通過(guò) KClO 溶液與 FeCl3 溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。已知 K2FeO4 具有下列性質(zhì): ①可溶于水，微溶于飽和 KOH 溶液；②在 0~5 ℃的強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定；③在 Fe3+和 Fe(OH)3 催化作用下發(fā)生分解；④在酸性至弱堿性條件下，能與水反應(yīng)生成 Fe(OH)3 和 O2。

回答下列問(wèn)題：

(1)裝置A 用于產(chǎn)生氯氣，若選用圖 2 中的甲裝置，反應(yīng)的離子方程式是_____，若選用裝置乙，其中的導(dǎo)管 a 的作用是_____。

(2)Cl2 與 KOH 在較高溫度下反應(yīng)生成 KClO3。在不改變 KOH 溶液的濃度和體積的條件下，控制反應(yīng)在0--5℃進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是_____；在通入氯氣的過(guò)程中，不斷攪拌的目的是_____。

(3)制備 K2FeO4 時(shí)，KClO 飽和溶液與 FeCl3 飽和溶液的混合方式為_____，反應(yīng)的離子方程式是_____。

(4)提純 K2FeO4 粗產(chǎn)品[ 含有 Fe(OH)3、KCl 等雜質(zhì)]的實(shí)驗(yàn)方案為：將 K2FeO4 粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol/LKOH 溶液中__________(填操作名稱)，將濾液置于冰水浴中，再加入_________，攪拌、靜置、再過(guò)濾，晶體用適量乙醇洗滌 2--3 次后，在真空干燥箱中干燥。

Answer 1

【答案】MnO2+ 4H++2Cl-Cl2↑+Mn2++2H2O平衡氣壓，使分液漏斗中的液體能順利滴下將裝置 C 中的三頸燒瓶放在冰水浴中使氯氣與堿液充分混合反應(yīng)，同時(shí)及時(shí)散熱，防止生成雜質(zhì)將 FeCl3 飽和溶液慢慢滴入 KClO 溶液中3ClO-+2Fe2++10OH-=2FeO42-+3Cl-+ 5H2O過(guò)濾飽和 KOH 溶液

【解析】

（1）裝置A用于產(chǎn)生氯氣，若選用圖2中的甲裝置，則該反應(yīng)需要加熱，故該反應(yīng)的離子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，若選用裝置乙，其中的導(dǎo)管a的作用是平衡氣壓，使分液漏斗中的液體能順利滴下，故答案為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；平衡氣壓，使分液漏斗中的液體能順利滴下；

（2）Cl2與KOH 在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，控制反應(yīng)在0--5℃進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是將裝置C中的三頸燒瓶放在冰水浴；在通入氯氣的過(guò)程中，不斷攪拌的目的是使氯氣與堿液充分混合反應(yīng)，同時(shí)及時(shí)散熱，防止生成雜質(zhì)，故答案為：將裝置C中的三頸燒瓶放在冰水��； 使氯氣與堿液充分混合反應(yīng)，同時(shí)及時(shí)散熱，防止生成雜質(zhì)；

（3）K2FeO4在Fe3+和Fe（OH）3催化作用下發(fā)生分解，應(yīng)保證堿性，因此制備K2FeO4時(shí)，KClO飽和溶液與FeCl3飽和溶液的混合方式為將FeCl3飽和溶液慢慢滴入KClO溶液中，反應(yīng)的離子方程式是3ClO-+2Fe2++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：將FeCl3飽和溶液慢慢滴入KClO溶液中；3ClO-+2Fe2++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

（4）含有Fe（OH）3、KCl等雜質(zhì)，氫氧化鐵過(guò)濾可除去，且K2FeO4可溶于水、微溶于濃KOH溶液，所以將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液，析出K2FeO4晶體從而除去KCl，再進(jìn)行過(guò)濾，用乙醇洗滌，減少因溶解導(dǎo)致晶體損失，最后在真空干燥箱中干燥，故答案為：過(guò)濾；飽和KOH溶液。