Question

【题目】高铁酸钾(K2FeO4)为紫黑色粉末，是一种新型高效消毒剂。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。一般制备方法是先用Cl2与KOH溶液在20 ℃以下反应生成KClO(在较高温度下则生成KClO3)，KClO再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应即可制得K2FeO4。实验装置如图所示：

回答下列问题：

(1)制备KClO。

①装置B的作用______________________。　　　　　　　　　　　　　　

②装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是________________。

(2)制备K2FeO4。

①装置C中得到足量KClO后，将三颈烧瓶上的导管取下，加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反应温度，搅拌，当溶液变为紫红色，该反应的离子方程式为___________。

②向装置C中加入饱和KOH溶液，析出紫黑色晶体，过滤。

(3)测定K2FeO4纯度。

测定制备的K2FeO4的纯度可用滴定法,滴定时有关反应的离子方程式为：

a.Fe+Cr+2H2OCr+Fe(OH)3↓+OH-

b.2Cr+2H+Cr2+H2O

c.Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

称取2.0g 制备的K2FeO4样品溶于适量KOH 溶液中，加入足量的KCrO2,充分反应后过滤，滤液在250 mL 容量瓶中定容。取25.00 mL 加入稀硫酸酸化，用0.10 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2 标准溶液滴定至终点，重复操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为24.00 mL，计算该K2FeO4 样品的纯度，写出计算过程。（保留小数点后一位）________

Answer 1

【答案】饱和食盐水吸收挥发的HCl 防止Cl2与KOH反应生成KClO3 3ClO-+2Fe3++10OH-=2Fe42-+3Cl-+5H2O 79.2%

【解析】

(1)氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，用饱和食盐水吸收挥发的HCl；

(2)Cl2与KOH溶液在较高温度下反应生成KClO3，为保证反应生成KClO，需要冰水浴将反应温度控制在0～5℃下进行；

(3)将硝酸铁溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4，根据电子得失守恒和原子守恒可得反应的方程式；

(4)根据反应a、b、c，可得关系式2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，通过关系式可以求得。

(1)装置B中放的是饱和食盐水，新生成的氯气中混有HCl气体，氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，用饱和食盐水吸收挥发的HCl；

(2)Cl2与KOH溶液在较高温度下反应生成KClO3，为保证反应生成KClO，需要冰水浴将反应温度控制在0～5℃下进行，故答案为：防止Cl2与KOH反应生成KClO3；

(3)将硝酸铁溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4，根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的方程式为：2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH＝2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O，离子方程式为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2Fe42-+3Cl-+5H2O；

(4)根据反应a、b、c，可得关系式2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，25mLK2FeO4溶液中K2FeO4的物质的量n（K2FeO4）= n（Fe2+）=0.10 mol·L-1×0.024L×=0.0008mol，250mL样品溶液中m（K2FeO4）=0.0008mol×198g/mol×10=1.584g，该K2FeO4 样品的纯度为×100%=79.2%。