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更新时间:2024-03-29 20:01:13

1、

高铁酸钾是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂,主要用于饮水处理。实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。

资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。

(1)制备K2FeO4(夹持装置略)

1

①如图所示,A为氯气发生装置。装置A、B、C、D中存在错误的是______________(填序号)。

②C中得到紫色固体和溶液。C中通入氯气发生反应,生成高铁酸钾(K2FeO4)的化学方程式为_______,此外Cl2还可能与过量的KOH反应。

(2)探究K2FeO4的性质

①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4,氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:

方案I

取少量溶液a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。

方案II

用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。

i.由方案I中溶液变红可知溶液a中含有__________离子,但该离子的存在不能判断一定是K2FeO4,氧化了Cl2,因为K2FeO4,在酸性溶液中不稳定,请写出K2FeO4在酸性溶液中发生反应的离子方程式___________________________________。

ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4,氧化了Cl-.用KOH溶液洗涤的目的是_______________。

②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2_____FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系恰好相反,原因是_______________。

(3)若在制备装置C中加入Fe(OH)3的质量为14.0g,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得K2FeO4固体19.3g,则K2FeO4的产率为______________。

【考点】
【答案】

B   3C12+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O   Fe3+   4FeO42-+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O   确保K2FeO4在碱性环境中的稳定性,同时排除ClO-对验证的干扰   >   溶液的酸碱性不同   74.5%  

【解析】

(1)①A为氯气发生装置,B除去氯气中的HCl,应左侧长导管,右侧短导管,长进短出,装置A、B、C、D中存在错误的是B(填序号)。故答案为:B;

②C中得到紫色固体和溶液,C中通入氯气将氢氧化亚铁氧化,生成高铁酸钾(K2FeO4),化学方程式为3C12+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O。故答案为:3C12+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O;

(2)①i.Fe3+离子与SCN-发生络合反应,生成红色的络离子,由方案I中溶液变红可知溶液a中含有Fe3+离子,但该离子的存在不能判断一定是K2FeO4,氧化了Cl2,因为K2FeO4在酸性溶液中不稳定,K2FeO4在酸性溶液中发生反应的离子方程式4FeO42-+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O。故答案为:Fe3+;4FeO42-+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O;

ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4,氧化了Cl-,用KOH溶液洗涤的目的是确保K2FeO4在碱性环境中的稳定性,同时排除ClO-对验证的干扰。故答案为:确保K2FeO4在碱性环境中的稳定性,同时排除ClO-对验证的干扰;

②根据K2FeO4的制备实验得出:3C12+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O中氧化剂的氧化性强于氧化产物,氧化性Cl2>FeO42-,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系恰好相反,原因是溶液的酸碱性不同。故答案为:>;溶液的酸碱性不同;

(3)若在制备装置C中加入Fe(OH)3的质量为14.0g,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得K2FeO4固体19.3g,根据铁原子守恒:

1

m=2=25.9g,则K2FeO4的产率为3 =74.5%。

故答案为:74.5%;

题型:实验题 题类: 难度:一般 组卷次数:0
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