Question

【题目】高铁酸钾（K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染。查阅资料: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。②Cl2与KOH溶液在20 ℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成 KC1O3。

(1)用K2FeO4处理生活用水既可以消毒又可以沉降，其原理是K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3 胶体，写出该反应的离子方程式:____________________________。

(2)实验室常利用氯气制备NaClO后与NaOH、Fe(NO3)3反应制备K2FeO4根据反应原理，仅根据下列仪器，请你组装合理、简洁的实验装置，所用的装置的接口连接顺序：___________________________。

(3)写出装置A中发生的离子方程式: ______________________ 。

(4)三颈烧瓶用冰水浴的原因是 _________________，A处盛放KC1O3的仪器名称 ___________。

(5)将实验得到的Na2FeO4再加入饱和KOH溶液中，可析出紫黑色的K2FeO4粗晶体，其原因是________________________________________________________。

(6)高铁酸钾纯度检测：称取3.0 g制备的K2FeO4粗晶体溶于适量KOH溶液中，加入足量的KCrO2充分反应（此时Cr元素全部以CrO42- 形式存在）,过滤，滤液在100 mL容量瓶中定容。取10.00 mL加人稀硫酸酸化，再用 0.10 mol/L的（NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点（此时Cr元素全部以Cr3+形式存在），重复滴定3次，平均消耗（NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为24.00 mL，则该K2FeO4样品的纯度为_________。

Answer 1

【答案】4FeO42- +10 H2O = 4Fe（OH）3 （胶体） + 8OH- + 3O2 ↑ adebcj (或adecbj) ClO3- +6H+ +5Cl-=3Cl2↑+3H2O 防止Cl2与KOH反应生成KClO3而得不到KClO 圆底烧瓶 相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度(说法合理即可) 52.8%

【解析】

（1）由题可知，K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3 胶体，Fe元素化合价降低，根据化合价升降规则可知，O元素化合价升高，生成氧气，根据化合价升降守恒、原子守恒、电荷守恒可写出其离子方程式为：4FeO42- +10H2O = 4Fe(OH)3 (胶体) + 8OH- + 3O2 ↑；

（2）装置A为制备氯气装置，B为制备NaClO后与NaOH、Fe(NO3)3反应制备Na2FeO4的装置，装置C为除去氯气中氯化氢装置，装置D为气体干燥装置，装置E为安全瓶或储存气体装置，装置F为除尾气装置，

根据实验要求，本实验需要装置为A、B、C、F，装置A制备的氯气经过除氯化氢后，通入装置B中进行反应制备Na2FeO4，未反应完全的气体经过尾气处理，故装置的接口连接顺序为：adebcj (或adecbj)；

（3）装置A为制备氯气装置，KClO3与浓盐酸反应的离子方程式为：ClO3- +6H+ +5Cl-=3Cl2↑+3H2O；

（4）因该反应为放热反应，而Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成 KC1O3，因此需要用冰水浴保持反应温度在20℃以下，防止Cl2与KOH反应生成KClO3而得不到KClO；根据仪器图可知，盛放KClO3的仪器为圆底烧瓶；

故答案为：防止Cl2与KOH反应生成KClO3而得不到KClO；圆底烧瓶；

（5）由K2FeO4微溶于KOH溶液可知，K2FeO4在KOH溶液中溶解度小于Na2FeO4，因此将实验得到的Na2FeO4再加入饱和KOH溶液中，可析出紫黑色的K2FeO4粗晶体，

故答案为：相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度；

（6）由反应方程式：a、FeO42+CrO2+2H2O=CrO42+Fe(OH)3↓+OH、

b、2CrO42+2H+=Cr2O72+H2O、

c、Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

可得关系式：FeO42CrO2Cr2O723Fe2+，

则每次滴定反应的K2FeO4的物质的量为：n(K2FeO4)=( Fe2+)=×24.00×10-3L×0.1mol/L=8×10-4mol，

则K2FeO4的总质量为：198g/mol×8×10-4mol×=1.584g，

则K2FeO4的样品纯度为：×100%=52.8%。