Question

【題目】工業(yè)上制備K2FeO4的流程如下：

(1)配制FeSO4溶液時，需加入鐵粉和稀硫酸，試說明加鐵粉的原因______________________，加稀硫酸原因_______________________。

(2)用飽和KOH溶液結(jié)晶的原因是__________________。

(3)洗滌時用乙醚作洗滌劑的原因是_________________。

(4)經(jīng)測定第一、二次氧化時的轉(zhuǎn)化率分別為a和b，結(jié)晶時的轉(zhuǎn)化率為c，若要制備d Kg的K2FeO4，則需要FeSO4·7H2O___________Kg。（K2FeO4的相對分子質(zhì)量是198；FeSO4·7H2O的相對分子質(zhì)量是278；答案用分數(shù)表示）

(5)電解法也能制備K2FeO4。用KOH溶液作電解液，在陽極可以將鐵氧化成FeO，試寫出此時陽極的電極反應(yīng)式___________________________。

Answer 1

【答案】防止FeSO4被氧化 抑制FeSO4的水解 提供K+ 減少K2FeO4的損失 139d/ 99abc Fe+8OH--6e-= FeO+4H2O

【解析】

根據(jù)流程可知，工業(yè)上用FeSO4制備K2FeO4，鐵的化合價由+2價升高到+6價，故經(jīng)過兩次氧化，目的在于實現(xiàn)鐵化合價的轉(zhuǎn)化，K+的引入則是通過加入飽和KOH溶液。FeSO4中亞鐵離子易被氧化生成鐵離子，且易水解生成氫氧化亞鐵，加入鐵粉防止氧化，加入硫酸抑制水解；高鐵酸鉀不溶于乙醚，洗滌時用乙醚作洗滌劑可以減少產(chǎn)品損失；需要FeSO47H2O 質(zhì)量利用鐵元素守恒進行計算；電解時陽極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Fe在堿性條件下被氧化為FeO42-，電極反應(yīng)式為：Fe+8OH--6e-=FeO42+4H2O。

(1)FeSO4溶液中亞鐵離子易被氧化生成鐵離子，且易水解生成氫氧化亞鐵，加入鐵粉防止氧化，加入硫酸抑制水解，實驗室配制FeSO4溶液時，需加入鐵粉和稀硫酸，加入鐵粉的原因是防止FeSO4被氧化，加稀硫酸原因是抑制FeSO4的水解；

(2)上述分析可知用飽和KOH溶液提供鉀離子結(jié)晶析出高鐵酸鉀晶體，用飽和KOH溶液結(jié)晶的原因是提供K+離子；

(3)高鐵酸鉀不溶于乙醚，洗滌時用乙醚作洗滌劑的原因是減少產(chǎn)品K2FeO4的損失；

(4)經(jīng)測定第一、二次氧化時的轉(zhuǎn)化率分別為a和b，結(jié)晶時的轉(zhuǎn)化率為c，若要制備d Kg的K2FeO4，元素守恒得到鐵元素物質(zhì)的量Kmol，設(shè)需要綠礬質(zhì)量為xkg，則得到x×abc=×278，算出x=kg=kg，則需要FeSO47H2O 質(zhì)量為：或；

(5)電解時陽極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Fe在堿性條件下被氧化為FeO42-，電極反應(yīng)式為：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。