Question

【題目】實驗室用圖示裝置制備KClO溶液，再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應制備高效凈水劑K2FeO4。

<查閱資料>Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3；

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。

（1）儀器a的名稱： ；裝置C中三頸瓶置于冰水浴中的目的是 。

（2）裝置B吸收的氣體是 ，裝置D的作用是 。

（3）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。

（4）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過濾。

③ 。

④攪拌、靜置、過濾，用乙醇洗滌2～3次。

⑤在真空干燥箱中干燥。

（5）稱取提純后的K2FeO4樣品0.2200 g于燒杯中，加入強堿性亞鉻酸鹽溶液，反應后再加稀硫酸調節溶液呈強酸性，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。涉及主要反應為：

Cr(OH)4－＋FeO42－ ＝ Fe(OH)3↓＋CrO42－＋OH－

2CrO42－＋2H+ Cr2O72－＋H2O

Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+ ＝ 6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O

則該K2FeO4樣品的純度為 。

Answer 1

【答案】（1）分液漏斗； 防止Cl2與KOH反應生成KClO3；

（2）HCl 吸收Cl2，防止污染空氣；

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

（4）將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液；（5）90% ；

【解析】

試題分析：（1）儀器a的名稱是分液漏斗；Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3，冰水浴的目的是防止Cl2與KOH反應生成KClO3 ；

（2）濃HCl具有揮發性，故裝置B吸收的氣體是HCl；因為裝置A中會不斷產生Cl2，裝置D的作用是吸收Cl2，防止污染空氣；

（3）KClO具有強氧化性，氧化鐵離子的反應方程式為：3ClO-＋2Fe3+＋10OH-==2FeO42－＋3Cl-＋5H2O；

（4）K2FeO4易溶于水、所以先過濾除去Fe(OH)3，K2FeO4又微溶于濃KOH溶液，而且在0℃～5℃的強堿性溶液中較穩定，再將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液，得到K2FeO4晶體；

（5）FeO42- →Fe(OH)3↓，Fe2+→Fe3+ ，根據得失電子守恒：25c×（6-3）=30×0.01×（3-2）， 求得c=0.004mol/L，250×10-3×0.004×（39×2+56+16×4）÷0.22＝90%。