Question

【題目】高鐵酸鹽是優(yōu)良的多功能水處理劑。K2FeO4為紫色固體，可溶于水，微溶于濃KOH溶液，難溶于有機物；在0～5℃、強堿性溶液中比較穩(wěn)定，在酸性、中性溶液中易分解放出O2。某實驗小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并測定產品純度�；卮鹣铝袉栴}：

Ⅰ.制備K2FeO4

裝置如下圖所示，夾持、加熱等裝置略。

(1)儀器a的名稱是____________，裝置B中除雜質所用試劑是__________，裝置D的作用是________________。

(2)A中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________。

(3)C中反應為放熱反應，而反應溫度須控制在0～5℃，采用的控溫方法為______，反應中KOH必須過量的原因是_____________________。

(4)寫出C中總反應的離子方程式：__________________。C中混合物經重結晶、有機物洗滌純化、真空干燥，得到高鐵酸鉀晶體。

Ⅱ.K2FeO4產品純度的測定

準確稱取1.00g制得的晶體，配成250mL溶液，準確量取25.00mL K2FeO4溶液放入錐形瓶，加入足量CrCl3和NaOH溶液，振蕩，再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O，滴入幾滴二苯胺磺酸鈉作指示劑，用0.0500mol/L (NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點（溶液顯淺紫紅色），平行測定三次，平均消耗 (NH4)2Fe(SO4)2標準溶液28.00mL。

(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，樣品中K2FeO4的質量分數(shù)為__________。若(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液部分變質，會使測定結果_______（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 飽和食鹽水 吸收尾氣Cl2并能防倒吸 MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 冰水浴 K2FeO4在強堿性溶液中比較穩(wěn)定 3Cl2+2Fe3++16OH-=2FeO42-+6Cl-+8H2O 92.4% 偏高

【解析】

根據(jù)裝置圖：首先制得氯氣，氯氣中混有氯化氫，根據(jù)題目信息：K2FeO4強堿性溶液中比較穩(wěn)定，故須用飽和的食鹽水除去氯化氫，再通入三氯化鐵和過量的氫氧化鉀混合溶液中生成K2FeO4，氯氣是有毒氣體，需要氫氧化鈉溶液吸收尾氣。

（1）儀器a的名稱是圓底燒瓶；HCl極易溶于水，飽和食鹽水抑制氯氣的溶解，又可除去氯氣中的HCl，故裝置B中除雜質所用試劑是飽和食鹽水；裝置D是用于吸收尾氣Cl2，反應原理： Cl+2NaOH=NaCl+NaClO+HO，豎放干燥管能防倒吸，故裝置D的作用是吸收尾氣Cl2并能防倒吸；

（2）A中發(fā)生反應的化學方程式：MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（3）C中反應為放熱反應，而反應溫度須控制在0～5℃，采用的控溫方法為冰水浴降溫；反應中KOH必須過量，由于題干所給信息：K2FeO4在強堿性溶液中比較穩(wěn)定；

（4）根據(jù)氧化還原反應原理分析產物是FeO42-和Cl-，C中總反應的離子方程式：3Cl2+2Fe3++16OH-=2FeO42-+6Cl-+8H2O；

（5）足量CrCl3和NaOH溶液形成CrO2-，CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，得到定量關系為：

n=，250ml溶液中含有× =

測定該樣品中K2FeO4的質量分數(shù)=

故答案為：92.4%；

若(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液部分變質，所耗(NH4)2Fe(SO4)2的體積偏大，帶入關系式的數(shù)據(jù)偏大，解得的K2FeO4的質量也就偏大，會使測定結果“偏高”。