Question

【题目】高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液。K2FeO4具有强氧化性，在酸性或中性溶液中迅速产生O2，在碱性溶液中较稳定。某学习小组设计了下面的实验制备K2FeO2并探究其性质。

Ⅰ.K2FeO4的制备

该小组用如图所示装置制备K2FeO4(夹持装置略)。

(1)以上装置图中有一处明显的错误请你帮助指出来：___________。B中应盛装的试剂是___________。

(2)写出A中发生反应的离子方程式__________________________________。

(3)C中发生的反应有Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，还有生成K2FeO4的反应。写出得到紫色固体K2FeO4的化学方程式为____________。

Ⅱ.性质探究

用KOH溶液充分洗涤C中所得固体得到固体物质K2FeO4。

(4)絮凝实验：甲同学取少量K2FeO4加入浑浊的泥浆水中，发现产生气体，搅拌，浑浊的泥浆水很快澄清。请结合方程式，说明K2FeO4的净水原理：_________________。

(5)乙同学取少量K2FeO4，向其中滴入稀盐酸发现产生黄绿色气体。产生黄绿色气体的原因可能是___。

(6)丙同学取少量K2FeO4，向其中滴入MnSO4和适量H2SO4的混合溶液，振荡后溶液呈紫色，丙同学认为氧化性FeO42->MnO4-。请你设计一个实验，验证丙同学的结论是否正确：_____________

Answer 1

【答案】D中没有出气导管 饱和氯化钠溶液 2MnO4-＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O K2FeO4与水发生反应 4FeO42-＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－，产生的 Fe(OH)3胶体可以吸附水中悬浮的杂质使水澄清 K2FeO4有强氧化性，将Cl－氧化为氯气 取少量紫色溶液滴加过量稀H2SO4，若溶液紫色不褪去，则丙同学的结论正确；若溶液紫色快速褪去，则丙同学的结论不正确

【解析】

Ⅰ.由图可知，A中浓盐酸与高锰酸钾发生2MnO4-+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O，可制备氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中碱性条件下氯气与氢氧化铁反应生成K2FeO4，D中NaOH可吸收过量氯气；
Ⅱ.（4）K2FeO4具有强氧化性，且还原产物水解生成胶体；
（5）K2FeO4，向其中滴入稀盐酸发现产生黄绿色气体，气体为氯气，发生氧化还原反应；
（6）取少量K2FeO4，向其中滴入MnSO4和适量H2SO4的混合溶液，振荡后溶液呈紫色，可知生成高锰酸根离子，继续加硫酸可说明。

(1)题图装置图中D中只有进气导管，没有出气导管；高锰酸钾与浓盐酸反应产生的氯气中混有较多的氯化氢气体，对C中的反应有不良影响，因此，B中应盛装的试剂是饱和氯化钠溶液。

(2)高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气、KCl、MnCl2和水，根据电子守恒和原子守恒配平，A中的反应化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，离子方程式为2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。

(3)C中Fe(OH)3、KOH和氯气反应生成K2FeO4，铁元素从＋3价升高为＋6价，被氧化，因此氯气作氧化剂，其还原产物是氯化钾，化学方程式为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O。

(4)甲同学取少量K2FeO4加入浑浊的泥浆水中，发现产生气体，搅拌，浑浊的泥浆水很快澄清，是因为K2FeO4与水发生反应 4FeO42-＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－，产生的Fe(OH)3胶体可以吸附水中悬浮的杂质使水澄清。

(5)乙同学取少量K2FeO4，向其中滴入稀盐酸发现产生黄绿色气体。产生黄绿色气体的原因可能是K2FeO4有强氧化性，将Cl－氧化为氯气。

(6)丙同学取少量K2FeO4，向其中滴入MnSO4和适量H2SO4的混合溶液，振荡后溶液呈紫色，说明生成了MnO4-，据题目所提供的资料可知K2FeO4具有强氧化性，在酸性或中性溶液中迅速产生O2，在碱性溶液中较稳定。为了验证丙同学的想法是否正确，可以取少量紫色溶液滴加过量稀H2SO4，若溶液紫色不褪去，则丙同学的结论正确；若溶液紫色快速褪去，则丙同学的结论不正确。