Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種紫黑色固體，只能在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在，在中性或酸性中易分解，工業(yè)中通常是先制得高鐵酸鈉再轉(zhuǎn)化為高鐵酸鉀。

I.制備NaCIO溶液

（1）裝置的連接順序為a→___→d。

（2）裝置D的作用___。

（3）B裝置反應過程中要嚴格控制溫度，溫度過高易生成NaClO3，寫出生成NaClO3的離子方程式___。

II.制備K2FeO4

（1）濕法制備K2FeO4：將Fe(NO3)3溶液滴加到裝置B的混合溶液中，其反應的離子方程式是___。繼續(xù)向反應后的溶液中加入KOH，會析出紫黑色固體，上述轉(zhuǎn)化能發(fā)生的原因是___(用簡要的文字說明)。

（2）電解法制備K2FeO4(如圖)：

該裝置中離子交換膜為___離子交換膜(填“陰”或“陽")，陽極電極反應式為___。

III.K2FeO4性質(zhì)的探究

取電解后的溶液滴加稀鹽酸，收集到黃綠色氣體。針對以上現(xiàn)象，甲乙兩位同學提出了以下猜想：

甲：氣體只含有Cl2。

乙：氣體除Cl2外還含有___，請設計實驗證明乙同學的猜測___。

Answer 1

【答案】efcb 儲存氯氣 3Cl2 + 6OH－ 5Cl－ + ClO3－+ 3H2O 2Fe3+ + 3ClO3－+ 10OH－＝2FeO42 +3Cl－ + 5H2O 相同條件下，K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小 陰 Fe6e－ + 8OH－＝FeO42 + 4H2O O2 將所得的氣體通入盛有過量的NaOH溶液的洗氣瓶中，收集氣體用帶火星木條檢測，若木條復燃，則乙猜測正確

【解析】

A裝置實驗室制氯氣，B裝置是氯氣與NaOH溶液反應生成NaClO溶液，C裝置尾氣處理，D裝置儲存氯氣，E裝置處理HCl氣體，B裝置在常溫下反應生成NaClO溶液，在溫度較高條件下生成NaClO3，NaClO3與Fe(NO3)3在堿性條件下反應生成Na2FeO4，Na2FeO4與KOH根據(jù)溶解度的大小發(fā)生反應生成K2FeO4，利用鐵電解在堿性條件下反應得到FeO42，高鐵酸鉀在中性或酸性中易分解。據(jù)此解答。

I.（1）A裝置制氯氣，先用E裝置飽和食鹽水除HCl，再用氯氣和氫氧化鈉反應B裝置制取NaClO，再用C裝置處理尾氣，因此裝置的連接順序為a→e→f→c→b→d；故答案為：efcb。

（2）裝置D的作用儲存氯氣；故答案為：儲存氯氣。

（3）B裝置反應過程中要嚴格控制溫度，溫度過高易生成NaClO3，氯氣和氫氧化鈉加熱反應生成NaCl、水和NaClO3，生成NaClO3的離子方程式 3Cl2 + 6OH－ 5Cl－ + ClO3－+ 3H2O；故答案為：3Cl2 + 6OH－ 5Cl－ + ClO3－+ 3H2O。

II.（1）將Fe(NO3)3溶液滴加到裝置B的混合溶液中，反應生成FeO42、Cl－和H2O，其反應的離子方程式是2Fe3+ + 3ClO3－+ 10OH－＝2FeO42 +3Cl－ + 5H2O。繼續(xù)向反應后的溶液中加入KOH，會析出紫黑色固體，上述轉(zhuǎn)化能發(fā)生的原因是相同條件下，K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度�。还蚀鸢笧椋�2Fe3+ + 3ClO3－+ 10OH－＝2FeO42 +3Cl－ + 5H2O；K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小。

（2）該裝置中鐵作陽極電解變?yōu)?/span>FeO42，Fe 6e－ + 8OH－ = FeO42 + 4H2O，陰極是2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑，電解池中OH－向左不斷移動，因此離子交換膜為陰離子交換膜；故答案為：陰；Fe 6e－ + 8OH－ = FeO42 + 4H2O。

III.根據(jù)題意高鐵酸鉀在酸性或中性溶液中發(fā)生分解反應會產(chǎn)生氧氣，加入鹽酸除生成氯氣外，還可能生成氧氣，可將所得的氣體通入過量的NaOH溶液的洗氣瓶中，收集氣體用帶火星木條檢測，若木條復燃，則乙猜測正確；故答案為：O2；將所得的氣體通入過量的NaOH溶液的洗氣瓶中，收集氣體用帶火星木條檢測，若木條復燃，則乙猜測正確。