Question

【题目】实验室用图示装置制备KC1O溶液，再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。

（査阅资料）① Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3；② 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。

(1)仪器a的名称是_________；装置A中反应的化学方程式为__________________。

(2)装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是_________________________________。

(3)装置B吸收的气体是_________，装置D的作用是___________________________。

(4)C中得到足量KC1O后，将三颈瓶上的导管取下，依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反应温度为25℃，搅拌1.5h，溶液变为紫红色(含K2FeO4)，该反应的离子方程式为__________________________。

(5)往(4)所得溶液中加入饱和KOH溶液，冷却至0℃～5℃析出紫黑色晶体，过滤，得到K2FeO4粗产品。K2FeO4粗产品含有KCl等杂质，进一步提纯方法是___________。

(6)若实验中消耗了VmL c mol/L的Fe(NO3)3溶液，Fe(NO3)3充分反应，最终制得a g的K2FeO4固体，则本实验K2FeO4的产率为 ______________(列出算式即可)。

Answer 1

【答案】圆底烧瓶 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 提高KClO的产率，防止Cl2与KOH反应生成KC1O3 HCl 吸收Cl2，防止污染空气 3C1O+2Fe3++10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O 重结晶

【解析】

（1）装置A是实验室制取氯气的装置，按实验室制取氯气的有关原理回答；

（2）Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3；

（3）制取氯气中含有HCl，装置B吸收的气体是HCl，装置D的作用是尾气吸收；

（4）KC1O加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反应温度为25℃，搅拌1.5h，生成K2FeO4和H2O，则KClO被还原成KCl，利用得失电子守恒、电荷守恒等配平书写离子方程式；

（5）K2FeO4和KCl均易溶于水，K2FeO4粗产品含有KCl等杂质，应用重结晶的方法分离；

（6）依据Fe守恒，计算产率。

（1）装置A是实验室制取氯气的装置，a是圆底烧瓶，A中发生的反应方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

本题答案为：圆底烧瓶 、MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（2）Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3，所以为了提高KClO的产率，防止Cl2与KOH反应生成KC1O3，C中三颈烧瓶置于冰水浴中；

本题答案为：提高KClO的产率，防止Cl2与KOH反应生成KC1O3。

（3）制取氯气中含有HCl，装置B吸收的气体是HCl，装置D的作用是吸收Cl2，防止污染空气；

本题答案为：HCl 、 吸收Cl2，防止污染空气。

（4）KC1O加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反应温度为25℃，搅拌1.5h，生成K2FeO4和H2O，则KClO被还原成KCl，根据得失电子守恒、电荷守恒等配平的离子方程式为：3C1O+2Fe3++10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O；

本题答案为：3C1O+2Fe3++10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O。

（5）K2FeO4和KCl均易溶于水，K2FeO4粗产品含有KCl等杂质，应用重结晶的方法分离提纯K2FeO4；

本题答案为：重结晶。

（6）依据反应过程中Fe守恒，设生成K2FeO4的物质的量为x，

则有：Fe(NO3)3 K2FeO4

1 1

Vcmol x

解得：x= Vcmol，m(K2FeO4)= Vcmol198g/mol=0.198Vg，则本实验K2FeO4的产率为：100；

本题答案为：100。