Question

【題目】高鐵酸鉀（K2Fe04）是一種理想的綠色高效水處理劑。某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置（夾持儀器已略去）制備KClO溶液，并通過KClO溶液與Fe（NO3）3溶液的反應(yīng)制備K2Fe04。

查閱資料知K2FeO4的部分性質(zhì)如下：①可溶于水、微溶于濃KOH溶液；

②在0-5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定；

③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解；

④在酸性至弱堿性條件下，能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。

請回答下列問題：

（1）儀器C和D中都盛有KOH溶液，其中C中KOH溶液的用途是_____。

（2）Cl2與KOH的濃溶液在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。為保證反應(yīng)生成KClO，需要將反應(yīng)溫度控制在0-5℃，在不改變KOH溶液濃度的前提下，實(shí)驗(yàn)中可以采取的措施是_____。

（3）在攪拌條件下，將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中即可制取K2Fe04，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____；該操作不能將KClO飽和溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，其原因是_____。

（4）制得的粗產(chǎn)品中含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)。一種提純方案為：將一定量的K2Fe04粗產(chǎn)品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液，攪拌、靜置，再用砂芯漏斗過濾，晶體用適量乙醇洗滌2-3次后，在真空干燥箱中干燥。

①第一次和第二次過濾得到的固體分別對應(yīng)的是（填化學(xué)式）_____、_____。

②晶體用乙醇洗滌的原因是_____。

Answer 1

【答案】和氯氣反應(yīng)制備KClO裝置C加冰水浴冷卻Fe(NO3)3＋3KClO＋10KOH=2K2FeO4＋3KCl＋6KNO3＋5H2O生成的K2FeO4在Fe3＋催化作用下會發(fā)生分解Fe(OH)3K2FeO4乙醇揮發(fā)時帶走水分，防止K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng)

【解析】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，A裝置中用高錳酸鉀與鹽酸反應(yīng)制得氯氣，氯氣中有揮發(fā)出的來的氯化氫，所以B裝置中飽和食鹽水是除去氯氣中的氯化氫，裝置C中用氯氣與氫氧化鉀溶液應(yīng)制得次氯酸鉀，反應(yīng)的尾氣氯氣用氫氧化鉀吸收。

（1）裝置C中用氯氣與氫氧化鉀溶液應(yīng)制得次氯酸鉀，作氧化劑；

（2）Cl2和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3，制取KClO溫度反應(yīng)在0℃～5℃，裝置C應(yīng)放在冰水浴中，應(yīng)降低通入氯氣的速率；

（3）在KOH溶液中，Fe（NO3）3與KClO應(yīng)生成K2FeO4、KCl和KNO3；生成的K2FeO4在Fe3＋催化作用下會發(fā)生分解。

（4）①用砂芯漏斗過濾，除去氫氧化鐵，由于K2FeO4可溶于水、微溶于濃KOH溶液，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液，析出K2FeO4晶體，再進(jìn)行過濾；②乙醇揮發(fā)時帶走水分，防止K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng)．

（1）裝置C中用氯氣與氫氧化鉀溶液應(yīng)制得次氯酸鉀，作氧化劑；

（2）Cl2和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3，制取KClO溫度反應(yīng)在0℃～5℃，裝置C應(yīng)放在冰水浴中，緩慢滴加鹽酸，減慢生成氯氣的速率；

（3）將Fe（NO3）3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中即可制取K2FeO4，則在KOH溶液中，Fe（NO3）3與KClO應(yīng)生成K2FeO4、KCl和KNO3，反應(yīng)的方程式為：2Fe（NO3）3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O；該操作不能將KClO飽和溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中，其原因是生成的K2FeO4在Fe3＋催化作用下會發(fā)生分解；

（4）①因?yàn)?/span>Fe（OH）3不溶于水，所以第一次用砂芯漏斗過濾，除去Fe（OH）3，則得到的固體為Fe（OH）3，由于K2FeO4可溶于水、微溶于濃KOH溶液，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液，析出K2FeO4晶體，再進(jìn)行過濾，則第二次用砂芯漏斗過濾，得到K2FeO4晶體；②乙醇揮發(fā)時帶走水分，防止K2FeO4與水發(fā)生反應(yīng)．