Question

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

<査阅资料>O2与KOH溶液在20℃以下反应生成KC1O，在较高温度下则生成KC1O3；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中反应的离子方程式为___________________。

装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是_______________。

(2)装置B吸收的气体是___________，装置D的作用是____________________。

(3)C中得到足量KC1O后，将三颈烧瓶上的导管取下，依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反应温度为25℃，搅拌1.5 h，溶液变为紫红色(含K2FeO4)，该反应的离子方程式为________________。再加入饱和KOH溶液，冷却至0℃～5℃析出紫黑色晶体，过滤，得到K2FeO4粗产品。

(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KC1等杂质，其提纯步骤为：

①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/LKOH溶液中。

②过滤。

③____________________。

④搅拌、静置、过滤，用乙醇洗涤2～3次，

⑤在真空干燥箱中干燥。

(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2200 g于烧杯中，加入强碱性NaCr(OH)溶液，反应后再加稀H2SO4调节溶液呈强酸性，配成250 mL溶液，取出25.00 mL放入锥形瓶，用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点，重复操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为：

Cr(OH)4-+FeO42- =Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-

2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

则该K2FeO4样品的纯度为_________________。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 防止Cl2与KOH反应生成KC1O3 HC1 吸收Cl2，防止污染空气 3C1O-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液 90.00%

【解析】(1)根据装置图可知仪器a的名称是分液漏斗；装置A中浓盐酸和二氧化锰混合加热得氯气，发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO，在较高温度下则生成KClO3，所以冰水浴的目的是防止Cl2与KOH反应生成KClO3；

(2)气中有氯化氢需要除去，氯气有毒，需要进行尾气吸收，所以装置B吸收的气体是HCl，装置D的作用是吸收Cl2，防止污染空气；

(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，发生氧化还原反应生成K2FeO4、KCl和水等，反应的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，
故答案为：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；
(4)K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液，所以提纯K2FeO4粗产品时可以①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，②过滤，③将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，④搅拌、静置、过滤，用乙醇洗涤2～3次，⑤在真空干燥箱中干燥；

(5)根据反应Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，可得关系式2FeO42-～Cr2O72-～6Fe2+，根据题意可知，(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.03L×0.01000mol/L=0.0003mol，所以高铁酸钾的质量为0.0003mol××=0.198g，所以K2FeO4样品的纯度为×100%=90%。