题目内容
【题目】实验室用图 1 所示装置制备 KClO 溶液，并通过 KClO 溶液与 FeCl3 溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知 K2FeO4 具有下列性质: ①可溶于水，微溶于饱和 KOH 溶液；②在 0~5 ℃的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。
回答下列问题：
(1)装置A 用于产生氯气，若选用图 2 中的甲装置，反应的离子方程式是_____，若选用装置乙，其中的导管 a 的作用是_____。
(2)Cl2 与 KOH 在较高温度下反应生成 KClO3。在不改变 KOH 溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0--5℃进行。实验中可采取的措施是_____；在通入氯气的过程中，不断搅拌的目的是_____。
(3)制备 K2FeO4 时，KClO 饱和溶液与 FeCl3 饱和溶液的混合方式为_____，反应的离子方程式是_____。
(4)提纯 K2FeO4 粗产品[ 含有 Fe(OH)3、KCl 等杂质]的实验方案为：将 K2FeO4 粗产品溶于冷的3 mol/LKOH 溶液中__________(填操作名称)，将滤液置于冰水浴中，再加入_________，搅拌、静置、再过滤，晶体用适量乙醇洗涤 2--3 次后，在真空干燥箱中干燥。
【答案】MnO2+ 4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O平衡气压，使分液漏斗中的液体能顺利滴下将装置 C 中的三颈烧瓶放在冰水浴中使氯气与碱液充分混合反应，同时及时散热，防止生成杂质将 FeCl3 饱和溶液慢慢滴入 KClO 溶液中3ClO-+2Fe2++10OH-=2FeO42-+3Cl-+ 5H2O过滤饱和 KOH 溶液
【解析】
（1）装置A用于产生氯气，若选用图2中的甲装置，则该反应需要加热，故该反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O，若选用装置乙，其中的导管a的作用是平衡气压，使分液漏斗中的液体能顺利滴下，故答案为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；平衡气压，使分液漏斗中的液体能顺利滴下；
（2）Cl2与KOH 在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0--5℃进行。实验中可采取的措施是将装置C中的三颈烧瓶放在冰水浴；在通入氯气的过程中，不断搅拌的目的是使氯气与碱液充分混合反应，同时及时散热，防止生成杂质，故答案为：将装置C中的三颈烧瓶放在冰水浴； 使氯气与碱液充分混合反应，同时及时散热，防止生成杂质；
（3）K2FeO4在Fe3+和Fe（OH）3催化作用下发生分解，应保证碱性，因此制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与FeCl3饱和溶液的混合方式为将FeCl3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中，反应的离子方程式是3ClO-+2Fe2++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：将FeCl3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中；3ClO-+2Fe2++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（4）含有Fe（OH）3、KCl等杂质，氢氧化铁过滤可除去，且K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液，所以将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和的KOH溶液，析出K2FeO4晶体从而除去KCl，再进行过滤，用乙醇洗涤，减少因溶解导致晶体损失，最后在真空干燥箱中干燥，故答案为：过滤；饱和KOH溶液。
