题目内容
【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. 
+ 
+2H2O= 
+Fe(OH)3↓+OH；b.2+2H+= 
+H2O；c. +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,则该K2FeO4 样品的纯度为______。
【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-
2
+3Cl-+5H2O 79.2%
【解析】
由制备实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去混在氯气中的HCl，C中发生的反应为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，为防止在较高温度下生成KClO3，C装置中用冰水浴，D中NaOH可用来吸收尾气，据此回答问题。
（1） ①生成的Cl2掺杂有少量挥发的HCl，需要用装置B中的饱和食盐水吸收挥发的HCl；
②本实验装置是为了制备KClO溶液，因此要保证反应温度在20℃以下，较高温度下则生成KClO3；
（2）①KClO与Fe(NO3)3反应，ClO-为氧化剂，将Fe3+氧化为 (紫红色)，自身被还原为Cl-，该反应的离子方程式为：3ClO-+2Fe3++10OH-
2+3Cl-+5H2O；
（3）由反应方程式a. + 
+2H2O= 
+Fe(OH)3↓+OH；b.2+2H+= 
+H2O；c. +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得关系式：~~
~3Fe2+，则每次滴定反应的K2FeO4的物质的量为：n(Fe
)=
n(Fe2+)=×0.10 mol·L-1×0.024 L=0.000 8 mol，则K2FeO4的总质量为：198 g·mol-1×0.000 8×
=1.584 g,则K2FeO4样品的纯度为:
×100%=79.2%。
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