Question

【題目】實驗室用如圖所示裝置制備KClO溶液，再與KOH、Fe（NO3）3溶液反應制備高效凈水劑K2FeO4．

已知：K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液，在0℃～5℃的強堿性溶液中較穩定．

【制備KClO及K2FeO4】

（1）裝置C中三頸瓶置于冰水浴中的目的是 ．

（2）C中得到足量KClO后將三頸瓶上的導管取下，依次加入KOH溶液、Fe（NO3）3溶液，水浴控制反應溫度為25℃，攪拌1.5 h，溶液變為紫紅色（含K2FeO4），該反應的離子方程式為 ．再加入飽和KOH溶液，析出紫黑色晶體，過濾，得到K2FeO4粗產品．

（3）K2FeO4粗產品含有Fe（OH）3、KCl等雜質，其提純步驟為：

①將一定量的K2FeO4粗產品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中，

② ，

③ ，

④攪拌、靜置、過濾，用乙醇洗滌2～3次，用乙醇洗滌的理由_____________ .

⑤在真空干燥箱中干燥．

【測定產品純度】

（4）稱取提純后的K2FeO4樣品0.2100 g于燒杯中，加入強堿性亞鉻酸鹽溶液，發生的反應為：Cr（OH）4﹣+FeO42﹣═Fe（OH）3↓+CrO42﹣+OH﹣；過濾后再加稀硫酸調節溶液呈強酸性，此時反應的離子方程式為： ．

（5）將（4）反應后的溶液配成250 mL溶液，取出25.00 mL放入錐形瓶，用0.01000 mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2溶液滴定至終點，重復操作2次，平均消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液30.00 mL．滴定時發生的離子反應為： ．計算該K2FeO4樣品的純度為 ．

Answer 1

【答案】（1）防止Cl2與KOH反應生成KClO3；

（2）3ClO﹣+2Fe3++10OH﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；

（或3ClO﹣+2Fe（OH）3+4OH﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O也給分）

（3）過濾 將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液

K2FeO4易溶于水，防止用水洗滌時晶體損失

（4）CrO42﹣+2H+H2O+Cr2O72﹣

（5）Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O 94.3%

【解析】

試題分析：（1）Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3，所以冰水浴的目的是防止Cl2與KOH反應生成KClO3；

（2）足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe（NO3）3溶液，發生氧化還原反應生成K2FeO4、KCl和水等，反應的離子方程式為3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；

（3）K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液，所以提純K2FeO4粗產品時可以①將一定量的K2FeO4粗產品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中，②過濾，③將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液，④攪拌、靜置、過濾，因K2FeO4易溶于水，防止用水洗滌時晶體溶解會損失，改用乙醇洗滌2～3次，⑤在真空干燥箱中干燥；

（4）因濾液中存在CrO42-+2H+H2O+Cr2O72-之間的轉化，添加強酸促進平衡向正方向移動，提高溶液里Cr2O72-的濃度；

（5）滴定時Cr2O72-在酸性條件下氧化溶液里的Fe2+時發生反應的離子反應方程式為：Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；根據反應Cr（OH）4-+FeO42-═Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，可得關系式2FeO42-～Cr2O72-～6Fe2+，根據題意可知，（NH4）2Fe（SO4）2的物質的量為0.03L×0.01000 mol/L=0.0003mol，所以高鐵酸鉀的質量為0.0003mol×1/3×198g/mol×250mL/25mL=0.198g，所以K2FeO4樣品的純度0.198g÷0.210g×100%=94.3%。