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）仪器a的名称： ；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。

（5）称取提纯后的K2FeO4样品0.2200 g于烧杯中，加入强碱性亚铬酸盐溶液，反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性，配成250 mL溶液，取出25.00 mL放入锥形瓶，用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点，重复操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为：

Cr(OH)4－＋FeO42－ ＝ Fe(OH)3↓＋CrO42－＋OH－

2CrO42－＋2H+ Cr2O72－＋H2O

Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+ ＝ 6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O

则该K2FeO4样品的纯度为 。

Answer 1

【答案】（1）分液漏斗； 防止Cl2与KOH反应生成KClO3；

（2）HCl 吸收Cl2，防止污染空气；

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

（4）将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液；（5）90% ；

【解析】

试题分析：（1）仪器a的名称是分液漏斗；Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3，冰水浴的目的是防止Cl2与KOH反应生成KClO3 ；

（2）浓HCl具有挥发性，故装置B吸收的气体是HCl；因为装置A中会不断产生Cl2，装置D的作用是吸收Cl2，防止污染空气；

（3）KClO具有强氧化性，氧化铁离子的反应方程式为：3ClO-＋2Fe3+＋10OH-==2FeO42－＋3Cl-＋5H2O；

（4）K2FeO4易溶于水、所以先过滤除去Fe(OH)3，K2FeO4又微溶于浓KOH溶液，而且在0℃～5℃的强碱性溶液中较稳定，再将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，得到K2FeO4晶体；

（5）FeO42- →Fe(OH)3↓，Fe2+→Fe3+ ，根据得失电子守恒：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%。