Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制備KClO溶液，再與KOH、Fe（NO3）3溶液反應(yīng)制備高效凈水劑K2FeO4．

已知：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．

【制備KClO及K2FeO4】

（1）裝置C中三頸瓶置于冰水浴中的目的是 ．

（2）C中得到足量KClO后將三頸瓶上的導(dǎo)管取下，依次加入KOH溶液、Fe（NO3）3溶液，水浴控制反應(yīng)溫度為25℃，攪拌1.5 h，溶液變?yōu)樽霞t色（含K2FeO4），該反應(yīng)的離子方程式為 ．再加入飽和KOH溶液，析出紫黑色晶體，過(guò)濾，得到K2FeO4粗產(chǎn)品．

（3）K2FeO4粗產(chǎn)品含有Fe（OH）3、KCl等雜質(zhì)，其提純步驟為：

①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中，

② ，

③ ，

④攪拌、靜置、過(guò)濾，用乙醇洗滌2～3次，用乙醇洗滌的理由_____________ .

⑤在真空干燥箱中干燥．

【測(cè)定產(chǎn)品純度】

（4）稱取提純后的K2FeO4樣品0.2100 g于燒杯中，加入強(qiáng)堿性亞鉻酸鹽溶液，發(fā)生的反應(yīng)為：Cr（OH）4﹣+FeO42﹣═Fe（OH）3↓+CrO42﹣+OH﹣；過(guò)濾后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液呈強(qiáng)酸性，此時(shí)反應(yīng)的離子方程式為： ．

（5）將（4）反應(yīng)后的溶液配成250 mL溶液，取出25.00 mL放入錐形瓶，用0.01000 mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2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30.00 mL．滴定時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)為： ．計(jì)算該K2FeO4樣品的純度為 ．

Answer 1

【答案】（1）防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3；

（2）3ClO﹣+2Fe3++10OH﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；

（或3ClO﹣+2Fe（OH）3+4OH﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O也給分）

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

K2FeO4易溶于水，防止用水洗滌時(shí)晶體損失

（4）CrO42﹣+2H+H2O+Cr2O72﹣

（5）Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O 94.3%

【解析】

試題分析：（1）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，所以冰水浴的目的是防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3；

（2）足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe（NO3）3溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K2FeO4、KCl和水等，反應(yīng)的離子方程式為3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；

（3）K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液，所以提純K2FeO4粗產(chǎn)品時(shí)可以①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中，②過(guò)濾，③將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液，④攪拌、靜置、過(guò)濾，因K2FeO4易溶于水，防止用水洗滌時(shí)晶體溶解會(huì)損失，改用乙醇洗滌2～3次，⑤在真空干燥箱中干燥；

（4）因?yàn)V液中存在CrO42-+2H+H2O+Cr2O72-之間的轉(zhuǎn)化，添加強(qiáng)酸促進(jìn)平衡向正方向移動(dòng)，提高溶液里Cr2O72-的濃度；

（5）滴定時(shí)Cr2O72-在酸性條件下氧化溶液里的Fe2+時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；根據(jù)反應(yīng)Cr（OH）4-+FeO42-═Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，可得關(guān)系式2FeO42-～Cr2O72-～6Fe2+，根據(jù)題意可知，（NH4）2Fe（SO4）2的物質(zhì)的量為0.03L×0.01000 mol/L=0.0003mol，所以高鐵酸鉀的質(zhì)量為0.0003mol×1/3×198g/mol×250mL/25mL=0.198g，所以K2FeO4樣品的純度0.198g÷0.210g×100%=94.3%。