1、
工业上制备K2FeO4的流程如下:
(1)配制FeSO4溶液时,需加入铁粉和稀硫酸,试说明加铁粉的原因______________________,加稀硫酸原因_______________________。
(2)用饱和KOH溶液结晶的原因是__________________。
(3)洗涤时用乙醚作洗涤剂的原因是_________________。
(4)经测定第一、二次氧化时的转化率分别为a和b,结晶时的转化率为c,若要制备d Kg的K2FeO4,则需要FeSO4·7H2O___________Kg。(K2FeO4的相对分子质量是198;FeSO4·7H2O的相对分子质量是278;答案用分数表示)
(5)电解法也能制备K2FeO4。用KOH溶液作电解液,在阳极可以将铁氧化成FeO,试写出此时阳极的电极反应式___________________________。
防止FeSO4被氧化 抑制FeSO4的水解 提供K+ 减少K2FeO4的损失 139d/ 99abc Fe+8OH--6e-= FeO+4H2O
根据流程可知,工业上用FeSO4制备K2FeO4,铁的化合价由+2价升高到+6价,故经过两次氧化,目的在于实现铁化合价的转化,K+的引入则是通过加入饱和KOH溶液。FeSO4中亚铁离子易被氧化生成铁离子,且易水解生成氢氧化亚铁,加入铁粉防止氧化,加入硫酸抑制水解;高铁酸钾不溶于乙醚,洗涤时用乙醚作洗涤剂可以减少产品损失;需要FeSO4•7H2O 质量利用铁元素守恒进行计算;电解时阳极失电子,发生氧化反应,Fe在碱性条件下被氧化为FeO42-,电极反应式为:Fe+8OH--6e-=FeO42+4H2O。
(1)FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化生成铁离子,且易水解生成氢氧化亚铁,加入铁粉防止氧化,加入硫酸抑制水解,实验室配制FeSO4溶液时,需加入铁粉和稀硫酸,加入铁粉的原因是防止FeSO4被氧化,加稀硫酸原因是抑制FeSO4的水解;
(2)上述分析可知用饱和KOH溶液提供钾离子结晶析出高铁酸钾晶体,用饱和KOH溶液结晶的原因是提供K+离子;
(3)高铁酸钾不溶于乙醚,洗涤时用乙醚作洗涤剂的原因是减少产品K2FeO4的损失;
(4)经测定第一、二次氧化时的转化率分别为a和b,结晶时的转化率为c,若要制备d Kg的K2FeO4,元素守恒得到铁元素物质的量Kmol,设需要绿矾质量为xkg,则得到x×abc=×278,算出x=kg=kg,则需要FeSO4•7H2O 质量为:或;
(5)电解时阳极失电子,发生氧化反应,Fe在碱性条件下被氧化为FeO42-,电极反应式为:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。
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