Question

【题目】高铁酸钾是常见的水处理剂，工业上制备高铁酸钾有多种方法。某兴趣小组以铁屑为原料模拟制备高铁酸钾的流程如下：

（查阅资料）高铁酸钾呈紫红色，在酸性或中性溶液中快速产生O2。

回答下列问题：

（1）“氧化”阶段通入空气作氧化剂，它比用氯气具有的优点是___。

（2）为了检验“氧化”过程中所得FeCl3溶液中是否还含有Fe2+，最佳的检验试剂是___（填标号）。

a.K3[Fe(CN)6]溶液 b.NaOH溶液 c.淀粉KI试纸

（3）请写出“制备”反应的离子方程式___。

（4）“转化”过程使用过量饱和KOH溶液的原因是___。

（5）“分离”过程获得K2FeO4晶体的系列操作是蒸发，结晶、过滤、洗涤、干燥，其中洗涤使用的最佳洗涤剂是___（填标号）。

a.冷水 b.冷的稀NaOH溶液 c.冷的浓KOH溶液

（6）电解法制备K2FeO4，操作简单，易于实验室制备原理如图所示，其中阳极的电极反应式是___。

（7）探究K2FeO4的性质。取电解后的紫红色溶液，加入稀盐酸，观察到溶液由紫红色逐渐变为黄色，并收集到黄绿色气体。甲同学认为：气体中一定含有Cl2；乙同学认为：气体中还可能含有___。请设计实验证明乙同学的猜测___。

Answer 1

【答案】选用通入空气经济、而且氯气有毒，污染环境 a 2Fe2++3ClO- +10OH- =2 FeO42++3Cl-+5 H2O 防止K2FeO4在溶液中会水解成H2FeO4 c Fe-6e-+8OH- ═ FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑ 氧气 将气体中通入过量NaOH溶液的洗气瓶，收集气体用带火星的木条检验，若木条复燃，则乙猜测正确

【解析】

（1）选用通入空气经济、而且氯气有毒，污染环境，故“氧化”阶段通入空气作氧化剂比用氯气更好；故答案为：选用通入空气经济、而且氯气有毒，污染环境；

（2）Fe2+和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，可用来检验亚铁离子；故选a；

（3）Fe2+和NaClO、NaOH溶液混合得到Na2FeO4，铁元素化合价升高，则氯元素化合价降低，生成氯化钠，故反应为：2Fe2++3ClO- +10OH- =2 FeO42++3Cl-+5 H2O；

（4）饱和KOH溶液可以让Na2FeO4转化为K2FeO4，K2FeO4在水溶液中会水解成H2FeO4和氢氧根，这个反应是可逆反应，过量KOH溶液可以使反应左移，防止K2FeO4在溶液中会水解成H2FeO4；故答案为：防止K2FeO4在溶液中会水解成H2FeO4；

（5）洗涤剂要求不能加入新的杂质，还要防止K2FeO4在溶液中水解，最好用冷的浓KOH溶液，故选c；

（6）根据电源的正负极判断电极名称，该电解池中，阳极材料是活泼金属，则电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，同时氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为：Fe-6e-+8OH- ═ FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑；

（7）气体中还可能含有氧气，鉴定氧气可以先将气体中通入过量NaOH溶液的洗气瓶，收集气体用带火星的木条检验，若木条复燃，则乙猜测正确。