Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑。K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液。K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中迅速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了下面的實驗制備K2FeO2并探究其性質(zhì)。

(一)K2FeO4的制備

該小組用下圖所示裝置制備K2FeO4(夾持裝置略)。

(1)以上裝置圖中有一處明顯的錯誤請你幫助指出來：___________。B中應(yīng)盛裝的試劑是___________。

(2)寫出A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________。

(3)C中發(fā)生的反應(yīng)有Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O，還有生成K2FeO4的反應(yīng)。寫出得到紫色固體K2FeO4的化學(xué)方程式：___________。

(二)性質(zhì)探究

用KOH溶液充分洗滌C中所得固體得到固體物質(zhì)K2FeO4。

(4)絮凝實驗：甲同學(xué)取少量K2FeO4加入渾濁的泥漿水中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣體，攪拌，渾濁的泥漿水很快澄清。請結(jié)合方程式，說明K2FeO2的凈水原理：___________。

(5)乙同學(xué)取少量K2FeO4，向其中滴入稀鹽酸發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生黃綠色氣體。產(chǎn)生黃綠色氣體的原因可能是____。

(6)丙同學(xué)取少量K2FeO4，向其中滴入MnSO4和適量H2SO4的混合溶液，振蕩后溶液呈紫色，丙同學(xué)認(rèn)為氧化性FeO42－>MnO4－。請你設(shè)計一個實驗，驗證丙同學(xué)的結(jié)論是否正確：___________。

Answer 1

【答案】D中沒有出氣導(dǎo)管 飽和氯化鈉溶液 2MnO4-+16H++1OCl-=2Mn2++5Cl2↑+8H20 3Cl2+2Fe（OH）3+lOKOH =2K2Fe04 + 6KC1 + 8H2O K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng) 4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3（膠體）+302↑+80H-，產(chǎn)生的 Fe（OH）3膠體可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)使水澄清 K2FeO4有強(qiáng)氧化性，將Cl-氧化為氯氣 取少量紫色溶液滴加過量稀H2S04，若溶液紫色不褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論正確；若溶液紫色快速褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論不正確

【解析】

（1）D中只有進(jìn)氣導(dǎo)管，沒有出氣導(dǎo)管；高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣中混有較多的氯化氫氣體，對C中的反應(yīng)有不良影響，因此，B中應(yīng)盛裝的試劑是飽和氯化鈉溶液。

（2）高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣、KCl、MnCl2和水，根據(jù)電子守恒和原子守恒配平，A中的反應(yīng)化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H20。

（3）C中Fe（OH）3、KOH和氯氣反應(yīng)生成K2Fe04，鐵元素從+3價升高為+6價，被氧化，因此氯氣作氧化劑，其還原產(chǎn)物是氯化鉀。

（4）甲同學(xué)取少量K2FeO4加入渾濁的泥漿水中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣體，攪拌，渾濁的泥漿水很快澄清，是因為K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng) 4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3（膠體）+302↑+80H-，產(chǎn)生的 Fe（OH）3膠體可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)使水澄清。

（5）K2FeO4有強(qiáng)氧化性，將Cl-氧化為氯氣。

（6）取少量紫色溶液滴加過量稀H2S04，若溶液紫色不褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論正確；若溶液紫色快速褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論不正確。

（1）以上裝置圖中D中只有進(jìn)氣導(dǎo)管，沒有出氣導(dǎo)管；高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣中混有較多的氯化氫氣體，對C中的反應(yīng)有不良影響，因此，B中應(yīng)盛裝的試劑是飽和氯化鈉溶液，故答案為：D中沒有出氣導(dǎo)管；飽和氯化鈉溶液。

（2）高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣、KCl、MnCl2和水，根據(jù)電子守恒和原子守恒配平，A中的反應(yīng)化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H20，離子方程式為：2MnO4-+16H++1OCl-=2Mn2++5Cl2↑+8H20，故答案為：2MnO4-+16H++1OCl-=2Mn2++5Cl2↑+8H20。

（3）C中Fe（OH）3、KOH和氯氣反應(yīng)生成K2Fe04，鐵元素從+3價升高為+6價，被氧化，因此氯氣作氧化劑，其還原產(chǎn)物是氯化鉀，化學(xué)方程式為：3Cl2+2Fe（OH）3+lOKOH =2K2Fe04 + 6KC1 + 8H2O，故答案為：3Cl2+2Fe（OH）3+lOKOH =2K2Fe04 + 6KC1 + 8H2O。

（4）甲同學(xué)取少量K2FeO4加入渾濁的泥漿水中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣體，攪拌，渾濁的泥漿水很快澄清，是因為K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng) 4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3（膠體）+302↑+80H-，產(chǎn)生的 Fe（OH）3膠體可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)使水澄清，故答案為：K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng) 4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3（膠體）+302↑+80H-，產(chǎn)生的 Fe（OH）3膠體可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)使水澄清。

（5）乙同學(xué)取少量K2FeO4，向其中滴入稀鹽酸發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生黃綠色氣體。產(chǎn)生黃綠色氣體的原因可能是K2FeO4有強(qiáng)氧化性，將Cl-氧化為氯氣，故答案為：K2FeO4有強(qiáng)氧化性，將Cl-氧化為氯氣。

（6）丙同學(xué)取少量K2FeO4，向其中滴入MnSO4和適量H2SO4的混合溶液，振蕩后溶液呈紫色，說明生成了MnO4-，為了驗證丙同學(xué)的想法是否正確，可以取少量紫色溶液滴加過量稀H2S04，若溶液紫色不褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論正確；若溶液紫色快速褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論不正確；故答案為：取少量紫色溶液滴加過量稀H2S04，若溶液紫色不褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論正確；若溶液紫色快速褪去，則丙同學(xué)的結(jié)論不正確。