Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4）具有高效的消毒作用，為一種新型非氯高效消毒劑。已知：K2FeO4易溶于水、微溶于濃堿溶液，不溶于乙醇，在0～5 ℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)室中常用KClO在強(qiáng)堿性介質(zhì)中與Fe(NO3)3反應(yīng)制備K2FeO4（夾持裝置略去）。回答下列問(wèn)題：

（1）盛放Fe(NO3)3溶液的儀器名稱(chēng)為______________________。

（2）氯氣的發(fā)生裝置可以選擇圖中的________（用圖中大寫(xiě)字母表示）；檢查裝置B氣密性的操作為___________。

（3）選擇上述裝置，制備K2FeO4，按氣流從左到右的方向，合理的連接順序a→______（填儀器接口字母，儀器不可重復(fù)使用）。

（4）裝置D中生成K2FeO4的離子方程式為__________；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若裝置D的液面上方出現(xiàn)黃綠色氣體后，再滴加Fe(NO3)3溶液會(huì)產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，用必要的文字和離子方程式分析原因：_______________

（5）制備的高鐵酸鉀粗產(chǎn)品中含有KNO3、KCl、Fe(OH)3等雜質(zhì)，請(qǐng)將以下提純步驟補(bǔ)充完整，（實(shí)驗(yàn)藥品：高鐵酸鉀粗產(chǎn)品、蒸餾水、乙醇、飽和NaOH溶液、飽和KOH溶液、冷的稀KOH溶液、冰水）。

①取一定量的高鐵酸鉀粗產(chǎn)品，溶于_____________；

②過(guò)濾，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液；

③攪拌、靜置、過(guò)濾，用____________洗滌2～3次，在真空干燥箱中干燥。

Answer 1

【答案】恒壓分液漏斗 A 關(guān)閉止水夾，向長(zhǎng)頸漏斗中注水至漏斗中的液面高于試管中的液面，且一段時(shí)間內(nèi)液面差不變，即可證明氣密性良好 f→g→c→b→e 2Fe3++3ClO+10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O ClO、Fe3+能發(fā)生雙水解反應(yīng)生成紅褐色的Fe(OH)3：3ClO+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO 冷的稀KOH溶液 乙醇

【解析】

（1）根據(jù)圖示及儀器構(gòu)造判斷；

（2）氯氣制備采用固體和液體加熱制氣體裝置，有長(zhǎng)頸漏斗的裝置氣密性的檢查是加水封閉一段氣體觀察液面差的變化；

（3）有氣體參加的反應(yīng)儀器連接順序：制備氣體、凈化、反應(yīng)、尾氣吸收；

（4）反應(yīng)中Fe3+被氧化為FeO42-，ClO-被還原為Cl可寫(xiě)出方程式，ClO、Fe3+雙水解；

（5）根據(jù)題中K2FeO4易溶于水、微溶于濃堿溶液，不溶于乙醇，KNO3、KCl溶于水，Fe(OH)3不溶于水進(jìn)行提純。

（1）根據(jù)儀器構(gòu)造，玻璃管可以平衡壓強(qiáng)，儀器為恒壓分液漏斗，

故答案為：恒壓分液漏斗；

（2）用MnO2和濃HCl加熱反應(yīng)制備氯氣，應(yīng)選用固體和液體加熱制氣體裝置，所以選A；B裝置中有長(zhǎng)頸漏斗，氣密性的檢查應(yīng)封閉體系，向長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)加水使長(zhǎng)頸漏斗和試管內(nèi)產(chǎn)生液面差，一段時(shí)間后觀察液面差有無(wú)變化，檢查裝置的氣密性，

故答案為：A；關(guān)閉止水夾，向長(zhǎng)頸漏斗中注水至漏斗中的液面高于試管中的液面，且一段時(shí)間內(nèi)液面差不變，即可證明氣密性良好；

（3）用KClO在強(qiáng)堿性介質(zhì)中與Fe(NO3)3反應(yīng)制備K2FeO4，應(yīng)先制備氯氣，制得氯氣中含氯化氫雜質(zhì)，用飽和食鹽水除去氯化氫，然后氯氣和KOH反應(yīng)生成KClO，KClO再和Fe(NO3)3反應(yīng)生成K2FeO4，氯氣是有毒氣體，裝置最后用氫氧化鈉吸收，減免空氣污染， 氣體與溶液反應(yīng)或洗氣都應(yīng)是長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)氣體，氣體從短導(dǎo)管出，所以選A、F、D、E，導(dǎo)管長(zhǎng)進(jìn)短出，

故答案為：f→g→c→b→e

（4）反應(yīng)中Fe3+被氧化為FeO42-，ClO-被還原為Cl，反應(yīng)在堿性條件進(jìn)行，據(jù)電子守恒、原子守恒、電荷守恒寫(xiě)出方程式為：2Fe3++3ClO+10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O，若裝置D的液面上方出現(xiàn)黃綠色氣體后，氯氣已過(guò)量，溶液中含KCl和KClO，加入硝酸鐵溶液，ClO、Fe3+發(fā)生雙水解反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為3ClO+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO。

故答案為：2Fe3++3ClO+10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O；ClO、Fe3+能發(fā)生雙水解反應(yīng)生成紅褐色的Fe(OH)3：3ClO+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO

（5）根據(jù)題中K2FeO4易溶于水、微溶于濃堿溶液，不溶于乙醇，KNO3、KCl溶于水，Fe(OH)3不溶于水進(jìn)行提純。

①由題中文字?jǐn)⑹鲋�第一步操作后，產(chǎn)品在濾液中，除去的是Fe(OH)3，所以用冷的稀KOH溶液，故答案為：冷的稀KOH溶液；

③第二步操作中用飽和氫氧化鉀溶液，產(chǎn)品難溶，除去易溶于水的KNO3、KCl，產(chǎn)品在濾渣中，第三步應(yīng)減少產(chǎn)品損失用乙醇洗滌，故答案為：乙醇。