题目内容
【题目】高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色、高效的水处理剂，对病毒的去除率可达99.95%。已知K2FeO4在低于常温的碱性环境中稳定，酸性条件下，其氧化性强于KMnO4、Cl2等。某小组设计制备K2FeO4并测定其纯度的实验步骤如下：
I.制备次氯酸钾。在搅拌和冰水浴条件下，将Cl2通入浓KOH溶液，同时补加一定量KOH，产生了大量白色沉淀，抽滤后得到浓KClO滤液。
II.制备高铁酸钾(装置如图)
碱性条件下，向如图装置加入上述浓KClO 溶液与冰水浴磁子搅拌Fe(NO3)3；饱和溶液，反应一段时间，得到紫黑色溶液和大量白色沉淀，抽滤分离，用冰盐浴进一步冷却滤液得到K2FeO4粗品。
III.测定高铁酸钾样品的纯度。取0.300g上述步骤制备的K2FeO4样品于锥形瓶，在强碱性溶液中，用过量CrO2-与FeO42-反应生成 CrO42-和Fe(OH)3。稀硫酸酸化后加入指示剂，以0.150mol/L(NH)2Fe(SO4)2标准溶液滴定 Cr(VI)至 Cr3+，终点消耗 20.0mL。
(1)步骤I制备次氯酸钾的化学方程式为_____；“补加一定量KOH”的目的除了与过量Cl2继续反应生成更多KClO外，还在步骤II中起到___________的作用。
(2)根据 K2FeO4理论合成产率与合成条件响应曲面投影图(见图，虚线上的数据表示K2FeO4的理论合成产率)，步骤II中控制的条件应是：温度______ (序号，下同)，反应时间_____________。
a.0.0~5.0℃ b.5.0~10℃ c.10~15℃ d.40~50 min e.50~60 min f.60~70 min
(3)步骤II中，为了避免副产物K3FeO4的产生，Fe(NO3)3饱和溶液应放在仪器A中，A的名称是________；写出实验刚开始时生成FeO42-的离子方程式________。
(4)根据步骤皿I的测定数据，计算高铁酸钾样品纯度为_____(保留3位有效数字)。
(5)为探究酸性条件下FeO42-氧化性强弱，甲同学取步骤II所得K2FeO4粗品加入到少量盐酸中，观察到产生黄绿色气体，经检验气体为Cl2。该现象能否证明“酸性条件下FeO42-氧化性强于Cl2”，并说明理由_______________________________。
【答案】Cl2+2KOH=KCl↓+KClO+H2O 提供碱性环境、做反应物 b e 恒压滴液漏斗 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 66.0% 不能。粗品中可能混有KClO，与盐酸反应产生Cl2
【解析】
本实验的目的是制备K2FeO4并测定其纯度，首先需要制备KClO，Cl2通入浓KOH溶液，发生反应Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，根据题意，有白色沉淀生成，KClO在滤液中，说明白色沉淀是KCl；然后制备高铁酸钾，将碱性KClO浓溶液与Fe(NO3)3混合反应，得到高铁酸钾溶液，同时析出硝酸钾、氯化钾等白色沉淀，过滤，冰盐浴进一步冷却析出高铁酸钾粗品；
测定纯度：在强碱性溶液中，用过量CrO2-与FeO42-反应生成CrO42-和Fe(OH)3，加稀硫酸使CrO42-转化为Cr2O72-，CrO2-转化为Cr3+，Fe(OH)3转化为Fe3+，(NH4)2Fe(SO4)2标准液可以将Cr(VI)还原为Cr3+，所以可用(NH4)2Fe(SO4)2标准液测定生成的CrO42-的量，从而确定FeO42-的量。
(1)步骤I利用氯气和氢氧化钾反应制备次氯酸钾，过程中析出KCl固体，所以化学方程式为Cl2+2KOH=KCl↓+KClO+H2O；过量的KOH可以提供步骤II中反应需要的碱性环境，同时KOH还要作为反应物参与反应；
(2)据图可知温度为5.0~10℃时产率可到达0.8，所以温度应选b；反应时间在50~60 min时该温度下产率最高，所以反应时间选e；
(3)仪器A的名称是恒压滴液漏斗；实验刚开始时次氯酸根在碱性环境下将Fe3+氧化生成FeO42-，此时硝酸钾等物质浓度较低，应没有沉淀生成，结合电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
(4)(NH4)2Fe(SO4)2标准液可以将Cr(VI)还原为Cr3+，Fe2+转化为Fe3+，化合价升高1价，Cr(VI)还原为Cr3+，化合价降低3价，根据电子守恒可知n[(NH4)2Fe(SO4)2]：n[Cr(VI)]=3:1；根据元素守恒可知被FeO42-氧化的CrO2-的物质的量为n(CrO2-)=0.02L×0.150mol/L×
=0.001mol；CrO2-转化为Cr(VI)化合价升高3价，FeO42-转化为Fe3+化合价降低3价，所以n(CrO2-)：n(FeO42-)=1:1，则n(FeO42-)=0.001mol，所以样品的纯度为
=66.0%；
(5)粗品中可能混有KClO，与盐酸反应产生Cl2，所以不能说明酸性条件下FeO42-氧化性强于Cl2。
口算能手系列答案
【题目】对于反应A(g)
2B(g) H>0，在温度为T1和T2时，平衡体系中B的体积分数随压强变化的曲线如图所示。
（1）根据曲线图，下列说法不正确的是___。
A．a、c两点的反应速率：c>a
B．b、c两点A气体的转化率相等
C．由状态b到状态a，可以通过加热的方法
D．由状态b到状态c，可以通过加压的方法
（2）若上述反应在定容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是___。
A．单位时间内生成nmolA的同时分解2nmolB B．两种气体的体积分数不再改变
C．混合气体的密度不再发生变化 D．混合气体的质量不再发生变化
（3）若上述反应达平衡时，B气体的平衡浓度为0.1mol·L-1，通过减小体积来增大体系的压强(温度保持不变)，重新达平衡后，B气体的平衡浓度___0.1mol·L-1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
（4）在100℃时，将0.40mol的B气体充入2L密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如表的数据：
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(B)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(A)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
上表中n3___n4(填“大于”、“小于”或“等于”)，反应A(g)2B(g)在100℃时的平衡常数K的值为___，升高温度后，反应2B(g)A(g)的平衡常数K的值___(填“增大”、“减小”或“不变”)。