Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑．利用Fe（NO₂）₃、NaClO和KOH等為原料制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下：

已知：NaOH和NaClO的混合液是通過(guò)氯氣和燒堿溶液反應(yīng)制取的．
（1）第①步所加人的混合液中僅含三種溶質(zhì)，除NaOH和NaClO外，還含有

 

 （填化學(xué)式）
（2）寫出第①步中Na0H、NaC10與Fe（NQ₃）₃發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

（3）Fe（NO₂）₃溶液的濃度對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)率有較大的影響，現(xiàn)要配制1000mL5mol．L^-Fe（NO₃）₃溶液，需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、

 

、

 

、

 

．第③步說(shuō)明此溫度下K₂FeO₄的溶解度

 

（填“＞”、“＜”或“=”）Na₂FeO₄的溶解度．
（4）若第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將第②、③步所得濾液以及第④步所得洗滌液全部收集，恰好可得8L混合液，測(cè)得其中Na⁺濃度為2.5mol．L^-，則理論上制得的純K₂FeO₄的質(zhì)量為

 

．（假定各步均恰好反應(yīng)完全）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：硝酸鐵溶液中加入氫氧化鈉和次氯酸鈉反應(yīng)得到氯化鈉高鐵酸鈉的混合溶液，加入氫氧化鈉蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到高鐵酸鈉固體，在固體中加入飽和氫氧化鉀溶液過(guò)濾得到高鐵酸鉀粗產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)重結(jié)晶洗滌干燥得到較純的K₂FeO₄；
（1）第①步所加人的混合液中僅含三種溶質(zhì)，除NaOH和NaClO外，還應(yīng)含有NaCl；
（2）第①步中Na0H、NaC10與Fe（NQ₃）₃發(fā)生反應(yīng)生成高鐵酸鹽和氯離子；
（3）依據(jù)溶液配制的步驟和過(guò)程分析判斷需要的玻璃儀器；
（4）第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH物質(zhì)的量為4mol，恰好可得8L混合液，測(cè)得其中Na⁺濃度為2.5mol．L^-1，鈉元素物質(zhì)的量=8L×2.5mol/L=20mol，依據(jù)氯元素守恒可知，第一步含有鈉元素16mol，結(jié)合化學(xué)方程式中定量關(guān)系，每生成3molClO-離子，同時(shí)生成3molNaCl，即每2molFe3+參加費(fèi)用的NaClO為3mol，NaOH為10mol，同時(shí)有3molNaCl混在原氫氧化鈉和次氯酸鈉呵呵溶液中，原Fe（NO₃）₃為2mol；則K₂FeO₄為2mol；

解答： 解：硝酸鐵溶液中加入氫氧化鈉和次氯酸鈉反應(yīng)得到氯化鈉高鐵酸鈉的混合溶液，加入氫氧化鈉蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到高鐵酸鈉固體，在固體中加入飽和氫氧化鉀溶液過(guò)濾得到高鐵酸鉀粗產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)重結(jié)晶洗滌干燥得到較純的K₂FeO₄；
（1）第①步所加人的混合液中僅含三種溶質(zhì)，除NaOH和NaClO外，還應(yīng)含有NaCl；
故答案為：NaCl；
（2）第①步中Na0H、NaC10與Fe（NQ₃）₃發(fā)生反應(yīng)生成高鐵酸鹽和氯離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（3）依據(jù)溶液配制的步驟和過(guò)程分析判斷需要的玻璃儀器，要配制1000mL5mol．L^-Fe（NO₃）₃溶液，需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、1000ml容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒；第③步是Na₂FeO₄轉(zhuǎn)化為K₂FeO₄，說(shuō)明此溫度下K₂FeO₄的溶解度小于Na₂FeO₄；
故答案為：1000ml容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒；＜；
（4）第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH物質(zhì)的量為4mol，恰好可得8L混合液，測(cè)得其中Na⁺濃度為2.5mol．L^-1，鈉元素物質(zhì)的量=8L×2.5mol/L=20mol，依據(jù)氯元素守恒可知，第一步含有鈉元素16mol，結(jié)合化學(xué)方程式中定量關(guān)系，每生成3molClO^-離子，同時(shí)生成3molNaCl，即每2molFe3+參加費(fèi)用的NaClO為3mol，NaOH為10mol，同時(shí)有3molNaCl混在原氫氧化鈉和次氯酸鈉呵呵溶液中，原Fe（NO₃）₃為2mol；則K₂FeO₄為2mol，質(zhì)量=2mol×198g/mol=396g；
故答案為：396g；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)提純的理解應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)基本操作，物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用，注意離子方程式書寫方法和化學(xué)方程式計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．