Question

1．高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途．濕法、干法制備高鐵酸鹽的原理如下表所示．
（1）工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的流程如圖所示：

①洗滌粗品時選用異丙醇而不用水的理由是：減少高鐵酸鉀的溶解損失．
②反應(yīng)I的化學(xué)方程式為2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O．
③反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
④已知25℃時Fe（OH）₃的Ksp=4.0×10^-38，反應(yīng)II后的溶液中c（Fe³⁺）=4.0×10^-5 mol/L，則需要調(diào)整pH=3時，開始生成Fe（OH）₃（不考慮溶液體積的變化）．
（2）由流程圖可見，濕法制備高鐵酸鉀時，需先制得高鐵酸鈉，然后再向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液，即可析出高鐵酸鉀．
①加入飽和KOH溶液的目的是：增大K⁺濃度，促進(jìn)K₂FeO₄晶體析出．
②由以上信息可知：高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．
（3）干法制備K₂FeO₄的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1．

Answer 1

分析 由制備流程可知，反應(yīng)I發(fā)生2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，反應(yīng)II發(fā)生2Fe（NO₃）₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+6NaNO₃+3NaCl+5H₂O，分離除鹽后，將Na₂FeO₄在KOH溶液中溶解，過濾除去雜質(zhì)NaCl，且加入飽和KOH溶液后，將Na₂FeO₄轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K₂FeO₄，反應(yīng)方程式為Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，冷卻結(jié)晶，過濾，高鐵酸鉀易溶于水，難溶于異丙醇，用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品可以減少高鐵酸鉀的損耗，同時洗去高鐵酸鉀晶體表面的KOH和其他雜質(zhì)，得到純產(chǎn)品高鐵酸鉀，以此來解答．

解答 解：（1）①洗滌粗品時選用異丙醇而不用水的理由是減少高鐵酸鉀的溶解損失，故答案為：減少高鐵酸鉀的溶解損失；
②反應(yīng)I中氯氣與NaOH反應(yīng)，其化學(xué)方程式為2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；
③反應(yīng)II為2Fe（NO₃）₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+6NaNO₃+3NaCl+5H₂O，離子反應(yīng)為3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
④25℃時Fe（OH）₃的Ksp=4.0×10^-38，反應(yīng)II后的溶液中c（Fe³⁺）=4.0×10^-5 mol/L，生成沉淀時c（OH^-）=$\root{3}{\frac{4.0×1{0}^{-38}}{4.0×1{0}^{-5}}}$=10^-11mol/L，由Kw可知c（H⁺）=10^-3mol/L，即需要調(diào)整pH=3，故答案為：3；
（2）①加入飽和KOH溶液的目的是增大K⁺濃度，促進(jìn)K₂FeO₄晶體析出，故答案為：增大K⁺濃度，促進(jìn)K₂FeO₄晶體析出；
②由以上信息可知：發(fā)生Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，析出K₂FeO₄，則高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉小，故答案為：小；
（3）發(fā)生Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH═2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，N元素的化合價降低，F(xiàn)e元素的化合價升高，則KNO₃為氧化劑，F(xiàn)e₂O₃為還原劑，由反應(yīng)可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：1，
故答案為：3：1．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握制備流程中的反應(yīng)、混合物分離提純?yōu)榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意氧化還原反應(yīng)、Ksp的計(jì)算，題目難度不大．