Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)為紫黑色粉末,是一種新型高效消毒劑。K2FeO4易溶于水,微溶于濃KOH溶液,在0~5 ℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定。一般制備方法是先用Cl2與KOH溶液在20 ℃以下反應(yīng)生成KClO(在較高溫度下則生成KClO3),KClO再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應(yīng)即可制得K2FeO4。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:

回答下列問(wèn)題:

(1) 制備KClO。

①裝置B的作用_______。

②裝置C中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的是________。

(2) 制備K2FeO4。

①裝置C中得到足量KClO后,將三頸燒瓶上的導(dǎo)管取下,加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反應(yīng)溫度,攪拌,當(dāng)溶液變?yōu)樽霞t色,該反應(yīng)的離子方程式為______。

②向裝置C中加入飽和KOH溶液,析出紫黑色晶體,過(guò)濾。

(3) 測(cè)定K2FeO4純度。

測(cè)定制備的K2FeO4的純度可用滴定法,滴定時(shí)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:a. + +2H2O= +Fe(OH)3↓+OH；b.2+2H+= +H2O；c. +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。稱(chēng)取2.0g 制備的K2FeO4樣品溶于適量KOH 溶液中,加入足量的KCrO2,充分反應(yīng)后過(guò)濾,濾液在250 mL 容量瓶中定容。取25.00 mL 加入稀硫酸酸化,用0.10 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的體積為24.00 mL,則該K2FeO4 樣品的純度為______。

Answer 1

【答案】飽和食鹽水吸收揮發(fā)的HCl 防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3 3ClO-+2Fe3++10OH-2+3Cl-+5H2O 79.2%

【解析】

由制備實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，B中飽和食鹽水可除去混在氯氣中的HCl，C中發(fā)生的反應(yīng)為：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，為防止在較高溫度下生成KClO3，C裝置中用冰水浴，D中NaOH可用來(lái)吸收尾氣，據(jù)此回答問(wèn)題。

（1） ①生成的Cl2摻雜有少量揮發(fā)的HCl，需要用裝置B中的飽和食鹽水吸收揮發(fā)的HCl；

②本實(shí)驗(yàn)裝置是為了制備KClO溶液，因此要保證反應(yīng)溫度在20℃以下，較高溫度下則生成KClO3；

（2）①KClO與Fe(NO3)3反應(yīng)，ClO-為氧化劑，將Fe3+氧化為 (紫紅色)，自身被還原為Cl-，該反應(yīng)的離子方程式為：3ClO-+2Fe3++10OH-2+3Cl-+5H2O；

（3）由反應(yīng)方程式a. + +2H2O= +Fe(OH)3↓+OH；b.2+2H+= +H2O；c. +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得關(guān)系式：~~~3Fe2+，則每次滴定反應(yīng)的K2FeO4的物質(zhì)的量為：n(Fe)=n(Fe2+)=×0.10 mol·L-1×0.024 L=0.000 8 mol，則K2FeO4的總質(zhì)量為：198 g·mol-1×0.000 8×=1.584 g,則K2FeO4樣品的純度為:×100%=79.2%。