Question

【题目】高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。实验室用氯化钠、废铁屑、稀硫酸、氢氧化钾溶液等为原料，通过以下过程制备高铁酸钾（K2FeO4):

(l) Na2O2的电子式为__________。

(2）操作I的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、隔绝空气减压干燥.其中隔绝空气减压干燥的目的是_______。

(3）气体X为____，写出FeSO4与Na2O2反应的化学方程式：________。

(4）最终在溶液中可得到K2FeO4 晶体的原理是_________。

(5）已知K2FeO4在水溶液中可以发生：4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,，则K2FeO4 可以在水处理中的作用是__________。

(6）称取提纯后的K2FeO4样品0.2100g于烧杯中，加入强碱性亚铬酸盐溶液，反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性，配成250mL 溶液，取出25.00 mL放入锥形瓶，用0.0l000mol/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30.00mL。涉及的主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42-=Fe(OH)3+CrO42-+OH-

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

则该K2FeO4样品的纯度为______________.

Answer 1

【答案】 将FeSO4·7H2O转变成不含结晶水的FeSO4，同时防止亚铁离子被氧化 O2 FeSO4+4Na2O2=Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑［答案不唯一, FeSO4+(2+2n)Na2O2=Na2FeO4+2nNa2O+Na2SO4+nO2↑ (n为正整数)］ 0℃时K2FeO4的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH和Na2SO4的溶解度小 杀菌消毒、净水 94.3%

【解析】 (l) Na2O2属于离子化合物，电子式为，故答案为：；

(2)操作I的目的是从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁固体，步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、隔绝空气减压干燥。其中隔绝空气减压干燥可以将FeSO4·7H2O转变成不含结晶水的FeSO4，同时防止亚铁离子被氧化，故答案为：将FeSO4·7H2O转变成不含结晶水的FeSO4，同时防止亚铁离子被氧化；

(3)过氧化钠与硫酸亚铁反应时，过氧化钠能够与水反应生成氧气，根据流程图， FeSO4与Na2O2反应的化学方程式为FeSO4+4Na2O2=Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑，故答案为：O2；FeSO4+4Na2O2=Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑；

(4)根据流程图，0℃时K2FeO4的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH和Na2SO4的溶解度小，可以从溶液中通过冷却结晶获得K2FeO4 晶体，故答案为：0℃时K2FeO4的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH和Na2SO4的溶解度小；

(5)根据反应4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,，K2FeO4 具有氧化性，能够杀菌消毒，生成的Fe(OH)3(胶体)具有吸附性，可以除去水中的悬浮物，故答案为：杀菌消毒、净水；

(6)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××198g/mol×=0.198g，所以K2FeO4样品的纯度为 ×100%=94.3%，故答案为：94.3%。