Question

【题目】实验室用图示装置制备KClO溶液，再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。

<查阅资料>Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3；

K2FeO4易溶于水，微溶于浓KOH溶液，在0℃～5℃的强碱性溶液中较稳定。

（1）装置C中三颈瓶置于冰水浴中的目的是_____________。

（2）装置B吸收的气体是___________，装置D的作用是__________________________。

（3）C中得到足量KClO后，将三颈烧瓶上的导管取下，依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反应温度为25℃，搅拌1.5 h，溶液变为紫红色(含K2FeO4)，该反应的离子方程式为______________。再加入饱和KOH溶液，析出紫黑色晶体，过滤，得到K2FeO4粗产品。

（4）K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质，其提纯步骤为：

①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中。

②过滤。

③____________________________________。

④搅拌、静置、过滤，用乙醇洗涤2～3次。

⑤在真空干燥箱中干燥。

Answer 1

【答案】 防止Cl2与KOH反应生成KClO3 HCl 吸收Cl2，防止污染空气 3ClO-＋2Fe3+＋10OH-==2FeO42－＋3Cl-＋5H2O 将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液

【解析】根据实验装置图可知，A装置中用二氧化锰与浓盐酸加热制得氯气，氯气中有挥发出的来的氯化氢，所以B装置中饱和食盐水是除去氯气中的氯化氢，装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钾，为防止在较高温度下生成KClO3，C装置中用冰水浴，反应的尾气氯气用D装置中氢氧化钠吸收。

(1)根据装置图可知Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3，所以冰水浴的目的是防止Cl2与KOH反应生成KClO3，故答案为：防止Cl2与KOH反应生成KClO3；

(2)氯气中有氯化氢需要除去，氯气有毒，需要进行尾气吸收，所以装置B吸收的气体是HCl，装置D的作用是吸收Cl2，防止污染空气，故答案为：HCl；吸收Cl2，防止污染空气；

(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，发生氧化还原反应生成K2FeO4、KCl和水等，反应的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；

(4)K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液，所以提纯K2FeO4粗产品时可以①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，②过滤，③将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，④搅拌、静置、过滤，用乙醇洗涤2～3次，⑤在真空干燥箱中干燥，故答案为：将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液。