Question

【题目】高铁酸钾（K2Fe04）是一种理想的绿色高效水处理剂。某学习小组用如图所示装置（夹持仪器已略去）制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe（NO3）3溶液的反应制备K2Fe04。

查阅资料知K2FeO4的部分性质如下：①可溶于水、微溶于浓KOH溶液；

②在0-5℃、强碱性溶液中比较稳定；

③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下发生分解；

④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe(OH)3和O2。

请回答下列问题：

（1）仪器C和D中都盛有KOH溶液，其中C中KOH溶液的用途是_____。

（2）Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3。为保证反应生成KClO，需要将反应温度控制在0-5℃，在不改变KOH溶液浓度的前提下，实验中可以采取的措施是_____。

（3）在搅拌条件下，将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2Fe04，写出该反应的化学方程式_____；该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中，其原因是_____。

（4）制得的粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质。一种提纯方案为：将一定量的K2Fe04粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤2-3次后，在真空干燥箱中干燥。

①第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是（填化学式）_____、_____。

②晶体用乙醇洗涤的原因是_____。

Answer 1

【答案】和氯气反应制备KClO装置C加冰水浴冷却Fe(NO3)3＋3KClO＋10KOH=2K2FeO4＋3KCl＋6KNO3＋5H2O生成的K2FeO4在Fe3＋催化作用下会发生分解Fe(OH)3K2FeO4乙醇挥发时带走水分，防止K2FeO4与水发生反应

【解析】

根据实验装置图可知，A装置中用高锰酸钾与盐酸反应制得氯气，氯气中有挥发出的来的氯化氢，所以B装置中饱和食盐水是除去氯气中的氯化氢，装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钾，反应的尾气氯气用氢氧化钾吸收。

（1）装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钾，作氧化剂；

（2）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3，制取KClO温度反应在0℃～5℃，装置C应放在冰水浴中，应降低通入氯气的速率；

（3）在KOH溶液中，Fe（NO3）3与KClO应生成K2FeO4、KCl和KNO3；生成的K2FeO4在Fe3＋催化作用下会发生分解。

（4）①用砂芯漏斗过滤，除去氢氧化铁，由于K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和的KOH溶液，析出K2FeO4晶体，再进行过滤；②乙醇挥发时带走水分，防止K2FeO4与水发生反应．

（1）装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钾，作氧化剂；

（2）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3，制取KClO温度反应在0℃～5℃，装置C应放在冰水浴中，缓慢滴加盐酸，减慢生成氯气的速率；

（3）将Fe（NO3）3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4，则在KOH溶液中，Fe（NO3）3与KClO应生成K2FeO4、KCl和KNO3，反应的方程式为：2Fe（NO3）3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O；该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中，其原因是生成的K2FeO4在Fe3＋催化作用下会发生分解；

（4）①因为Fe（OH）3不溶于水，所以第一次用砂芯漏斗过滤，除去Fe（OH）3，则得到的固体为Fe（OH）3，由于K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和的KOH溶液，析出K2FeO4晶体，再进行过滤，则第二次用砂芯漏斗过滤，得到K2FeO4晶体；②乙醇挥发时带走水分，防止K2FeO4与水发生反应．