Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型，高效、多功能綠色水處理劑，可通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應制備。已知：①KClO在較高溫度下發生歧化反應生成KClO3；

②K2FeO4具有下列性質：可溶于水、微溶于濃KOH溶液；在強堿性溶液中比較穩定；在Fe3＋催化作用下發生分解，在酸性至弱堿性條件下，能與水反應生成Fe(OH)3和O2。

如圖所示是實驗室模擬工業制備KClO溶液裝置。

（1）B裝置的作用為___。

（2）反應時需將C裝置置于冷水浴中，其原因為__。

（3）制備K2FeO4時，不能將堿性的KClO溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，其原因是__，制備K2FeO4的離子方程式：___。

（4）工業上常用廢鐵屑為原料制備Fe(NO3)3溶液，溶液中可能含有Fe2+，檢驗Fe2+所需試劑名稱___，其反應原理為___（用離子方程式表示）。

（5）工業上用“間接碘量法”測定高鐵酸鉀的純度：用堿性KI溶液溶解1.00gK2FeO4樣品，調節pH使高鐵酸根全部被還原成亞鐵離子，再調節pH為3～4，用1.0mol/L的Na2S2O3標準溶液作為滴定劑進行滴定（2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI），淀粉作指示劑，

裝有Na2S2O3標準溶液的滴定管起始和終點讀數如圖所示：

①消耗Na2S2O3標準溶液的體積為___mL。

②原樣品中高鐵酸鉀的質量分數為__。[M（K2FeO4）=198g/mol]

③若在配制Na2S2O3標準溶液的過程中定容時俯視刻度線，則導致所測高鐵酸鉀的質量分數__（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】吸收HCl KClO在較高溫度下發生歧化反應生成KClO3 將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，Fe3＋過量，K2FeO4在Fe3＋催化作用下發生分解或將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，溶液呈酸性，在酸性條件下，K2FeO4能與水反應生成Fe(OH)3和O2 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 鐵氰化鉀 3Fe2++2Fe(CN)63-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ 18.00 89.1% 偏低

【解析】

由實驗裝置圖可知，A裝置中用高錳酸鉀與鹽酸反應制得氯氣，氯氣中有揮發出的來的氯化氫，所以B裝置中飽和食鹽水是除去氯氣中的氯化氫，裝置C中用氯氣與氫氧化鉀溶液應制得次氯酸鈉，反應的尾氣氯氣用氫氧化鉀吸收。

(1)B中為飽和食鹽水，可除去揮發的HCl；

(2)C裝置置于冷水浴中，防止生成KClO3；

(3)由信息②可知K2FeO4在Fe3+催化作用下發生分解，在KOH溶液中，Fe(NO3)3與KClO反應生成K2FeO4、KCl和KNO3；

(4)亞鐵離子與鐵氰化鉀反應生成藍色沉淀；

(5①由圖可知，起始和終點讀數分別為1.40mL、19.40mL；

②由電子得失守恒可知FeO42-～2I2，結合2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，得關系式FeO42-～2I2～4Na2S2O3，以此計算；

③配制Na2S2O3標準溶液的過程中定容時俯視刻度線，體積偏小，標準液的濃度偏大，滴定時消耗標準液的體積偏小。

(1)B裝置的作用為吸收HCl；

(2)反應時需將C裝置置于冷水浴中，其原因為KClO在較高溫度下發生歧化反應生成KClO3；

(3)制備K2FeO4時，不能將堿性的KClO溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，其原因是將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，Fe3+過量，K2FeO4在Fe3+催化作用下發生分解(或將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，溶液呈酸性，在酸性條件下，K2FeO4能與水反應生成Fe(OH)3和O2，在KOH溶液中，Fe(NO3)3與KClO應生成K2FeO4、KCl和KNO3，反應的方程式為2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

(4)檢驗Fe2+所需試劑名稱為鐵氰化鉀，其反應原理為3Fe2++2Fe(CN)63-=Fe3[Fe(CN)6]2↓；

(5)①由圖可知，起始和終點讀數分別為1.40mL、19.40mL，則消耗Na2S2O3標準溶液的體積為18.00mL；

②由電子得失守恒可知FeO42-～2I2，結合2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，FeO422I24Na2S2O3，可知原樣品中高鐵酸鉀的質量分數為×100%=89.1%；

③配制Na2S2O3標準溶液的過程中定容時俯視刻度線，體積偏小，標準液的濃度偏大，滴定時消耗標準液的體積偏小，則導致所測高鐵酸鉀的質量分數偏低。