Question

【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3mol/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。

Answer 1

【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-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 过滤 饱和KOH溶液

【解析】（1）若选用图2中的甲装置制取氯气，实际就是沿用实验室制取氯气的方法，所以其方程式为：MnO2+4H++2Cl-Cl2↑+Mn2++2H2O。乙装置中的导管a的作用是平衡分液漏斗上方和下方压强，使其中的液体能顺利的滴下来。

（2）为了保证实验过程在低温下进行，实验时应该将三颈瓶放在冰水浴中。通入氯气时要不断搅拌，除了增大氯气与溶液的接触面积加快反应速率以外，还有使反应放出的热量尽快散发，防止生成氯化钾杂质的目的。

（3）制备K2FeO4时，应该将FeCl3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中，原因是：题目已知K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解，所以要保证溶液中基本没有Fe3+，将FeCl3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中，每次加入的少量Fe3+与次氯酸根直接反应，保证了溶液中基本没有Fe3+。ClO-将Fe3+氧化为FeO42-，本身被还原Cl-，反应的方程式为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。

（4）将K2FeO4粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，目的是将高铁酸钾和氯化钾溶入水中（题目说高铁酸钾可溶于水，加入氢氧化钾是为了保证高铁酸钾稳定存在，同时降低氢氧化铁溶解度），经过滤，将滤液置于冰水浴中，再加入饱和氢氧化钾溶液（题目说，高铁酸钾微溶于饱和氢氧化钾溶液）使高铁酸钾析出，再过滤即得产品。