Question

【題目】高鐵酸鉀是常見的水處理劑，工業(yè)上制備高鐵酸鉀有多種方法。某興趣小組以鐵屑為原料模擬制備高鐵酸鉀的流程如下：

（查閱資料）高鐵酸鉀呈紫紅色，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2。

回答下列問題：

（1）“氧化”階段通入空氣作氧化劑，它比用氯氣具有的優(yōu)點是___。

（2）為了檢驗“氧化”過程中所得FeCl3溶液中是否還含有Fe2+，最佳的檢驗試劑是___（填標(biāo)號）。

a.K3[Fe(CN)6]溶液 b.NaOH溶液 c.淀粉KI試紙

（3）請寫出“制備”反應(yīng)的離子方程式___。

（4）“轉(zhuǎn)化”過程使用過量飽和KOH溶液的原因是___。

（5）“分離”過程獲得K2FeO4晶體的系列操作是蒸發(fā)，結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，其中洗滌使用的最佳洗滌劑是___（填標(biāo)號）。

a.冷水 b.冷的稀NaOH溶液 c.冷的濃KOH溶液

（6）電解法制備K2FeO4，操作簡單，易于實驗室制備原理如圖所示，其中陽極的電極反應(yīng)式是___。

（7）探究K2FeO4的性質(zhì)。取電解后的紫紅色溶液，加入稀鹽酸，觀察到溶液由紫紅色逐漸變?yōu)辄S色，并收集到黃綠色氣體。甲同學(xué)認為：氣體中一定含有Cl2；乙同學(xué)認為：氣體中還可能含有___。請設(shè)計實驗證明乙同學(xué)的猜測___。

Answer 1

【答案】選用通入空氣經(jīng)濟、而且氯氣有毒，污染環(huán)境 a 2Fe2++3ClO- +10OH- =2 FeO42++3Cl-+5 H2O 防止K2FeO4在溶液中會水解成H2FeO4 c Fe-6e-+8OH- ═ FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑ 氧氣 將氣體中通入過量NaOH溶液的洗氣瓶，收集氣體用帶火星的木條檢驗，若木條復(fù)燃，則乙猜測正確

【解析】

（1）選用通入空氣經(jīng)濟、而且氯氣有毒，污染環(huán)境，故“氧化”階段通入空氣作氧化劑比用氯氣更好；故答案為：選用通入空氣經(jīng)濟、而且氯氣有毒，污染環(huán)境；

（2）Fe2+和K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍色沉淀，可用來檢驗亞鐵離子；故選a；

（3）Fe2+和NaClO、NaOH溶液混合得到Na2FeO4，鐵元素化合價升高，則氯元素化合價降低，生成氯化鈉，故反應(yīng)為：2Fe2++3ClO- +10OH- =2 FeO42++3Cl-+5 H2O；

（4）飽和KOH溶液可以讓Na2FeO4轉(zhuǎn)化為K2FeO4，K2FeO4在水溶液中會水解成H2FeO4和氫氧根，這個反應(yīng)是可逆反應(yīng)，過量KOH溶液可以使反應(yīng)左移，防止K2FeO4在溶液中會水解成H2FeO4；故答案為：防止K2FeO4在溶液中會水解成H2FeO4；

（5）洗滌劑要求不能加入新的雜質(zhì)，還要防止K2FeO4在溶液中水解，最好用冷的濃KOH溶液，故選c；

（6）根據(jù)電源的正負極判斷電極名稱，該電解池中，陽極材料是活潑金屬，則電解池工作時，陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，同時氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為：Fe-6e-+8OH- ═ FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑；

（7）氣體中還可能含有氧氣，鑒定氧氣可以先將氣體中通入過量NaOH溶液的洗氣瓶，收集氣體用帶火星的木條檢驗，若木條復(fù)燃，則乙猜測正確。