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(wěn)定。一般制備方法是先用Cl2與KOH溶液在20 ℃以下反應(yīng)生成KClO(在較高溫度下則生成KClO3)，KClO再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應(yīng)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(yīng)溫度，攪拌，當溶液變?yōu)樽霞t色，該反應(yīng)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(guān)反應(yīng)的離子方程式為：

a.Fe+Cr+2H2OCr+Fe(OH)3↓+OH-

b.2Cr+2H+Cr2+H2O

c.Cr2+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(yīng)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，計算該K2FeO4 樣品的純度，寫出計算過程。（保留小數(shù)點后一位）________

Answer 1

【答案】飽和食鹽水吸收揮發(fā)的HCl 防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3 3ClO-+2Fe3++10OH-=2Fe42-+3Cl-+5H2O 79.2%

【解析】

(1)氯氣在飽和食鹽水中的溶解度很小，用飽和食鹽水吸收揮發(fā)的HCl；

(2)Cl2與KOH溶液在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3，為保證反應(yīng)生成KClO，需要冰水浴將反應(yīng)溫度控制在0～5℃下進行；

(3)將硝酸鐵溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中即可制取K2FeO4，根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可得反應(yīng)的方程式；

(4)根據(jù)反應(yīng)a、b、c，可得關(guān)系式2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，通過關(guān)系式可以求得。

(1)裝置B中放的是飽和食鹽水，新生成的氯氣中混有HCl氣體，氯氣在飽和食鹽水中的溶解度很小，用飽和食鹽水吸收揮發(fā)的HCl；

(2)Cl2與KOH溶液在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3，為保證反應(yīng)生成KClO，需要冰水浴將反應(yīng)溫度控制在0～5℃下進行，故答案為：防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3；

(3)將硝酸鐵溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中即可制取K2FeO4，根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知反應(yīng)的方程式為：2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH＝2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O，離子方程式為：3ClO-+2Fe3++10OH-=2Fe42-+3Cl-+5H2O；

(4)根據(jù)反應(yīng)a、b、c，可得關(guān)系式2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，25mLK2FeO4溶液中K2FeO4的物質(zhì)的量n（K2FeO4）= n（Fe2+）=0.10 mol·L-1×0.024L×=0.0008mol，250mL樣品溶液中m（K2FeO4）=0.0008mol×198g/mol×10=1.584g，該K2FeO4 樣品的純度為×100%=79.2%。