Question

【题目】实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。

资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。

（1）制备K2FeO4（夹持装置略）

①A为氯气发生装置。A中反应方程式是___________________________________（锰被还原为Mn2+）。

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂 :______________________________

③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有____________________________________(写离子方程式)。

（2）探究K2FeO4的性质

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：

方案Ⅰ	取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
方案Ⅱ	用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。

i．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有_______离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由__________________________________________产生（用方程式表示）。

ii．方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是______________________________。

②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2_______FeO42-（填“>”或“<”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反，原因是________________。

Answer 1

【答案】2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O 或2MnO4－+16H＋＋10Cl－2Mn2＋＋5Cl2↑+8H2OCl2+2OHCl+ClO+H2OFe3+4FeO42+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O洗去固体表面附着的ClO，排除ClO的干扰>溶液的酸碱性不同

【解析】

（1）①A为氯气发生装置，由高锰酸钾和浓盐酸反应制取得到Cl2，MnO4－被还原为Mn2＋，Cl－被氧化为Cl2，写出反应的方程式；

②装置B为除杂装置，浓盐酸会挥发产生HCl，使得产生的Cl2中混有HCl，要除去HCl，可将混合气体通过饱和食盐水；

③C中得到紫色固体和溶液，紫色的溶液为K2FeO4，碱性条件下，Cl2可以氧化Fe（OH）3制取K2FeO4，还存在Cl2和KOH反应；

（2）①i．方案I中加入KSCN溶液至过量，溶液呈红色，说明反应产生Fe3＋，不能判断一定K2FeO4将Cl－氧化，但K2FeO4在碱性溶液中稳定，酸性溶液中快速产生O2，自身转化为Fe3＋；

ii．方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－，使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体，使K2FeO4稳定析出，并除去ClO－离子，防止酸性条件下ClO－和Cl－反应产生Cl2干扰实验；

②Fe（OH）3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42－，可以说明Cl2的氧化性大于FeO42－，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42－的氧化性强弱关系相反，方案Ⅱ是FeO42－在酸性条件下氧化Cl－生成Cl2，两种反应体系所处酸碱性介质不一样；

（1）①A为氯气发生装置，由高锰酸钾和浓盐酸反应制取得到Cl2，MnO4－被还原为Mn2＋，Cl－被氧化为Cl2，所以反应的方程式为：2MnO4－+10Cl－+16H＋═5Cl2↑+2Mn2＋+8H2O；

②装置B为除杂装置，反应使用浓盐酸，浓盐酸会挥发产生HCl，使得产生的Cl2中混有HCl，需要除去HCl，可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的，所以装置B应为：

③C中得到紫色固体和溶液，紫色的为K2FeO4，在碱性条件下，Cl2可以氧化Fe（OH）3制取K2FeO4，还存在反应为Cl2和KOH反应，所以还发生的反应方程式为：Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O；

（2）①i．方案I中加入KSCN溶液至过量，溶液呈红色，说明反应产生Fe3＋，但该离子的产生不能判断一定K2FeO4将Cl－氧化，注意K2FeO4在碱性溶液中稳定，酸性溶液中快速产生O2，自身转化为Fe3＋，发生反应为：Fe3＋；4FeO42－+20H＋═4Fe3＋+3O2↑+10H2O；

ii．方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－，使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体，可以使K2FeO4稳定析出，同时考虑到K2FeO4表面可能吸附ClO－，ClO－在酸性条件下可与Cl－反应生成Cl2，从而干扰实验，所以用KOH溶液洗涤的目的是：使K2FeO4稳定溶出，并把K2FeO4表面吸附的ClO－除尽，防止ClO－与Cl－在酸性条件下反应产生Cl2，避免ClO－干扰实验；

②Fe（OH）3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42－，可以说明Cl2的氧化性大于FeO42－，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42－的氧化性强弱关系相反，方案Ⅱ是FeO42－在酸性条件下氧化Cl－生成Cl2，两种反应体系所处酸碱性介质不一样，溶液酸碱性会影响粒子氧化性的强弱；