Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑．利用Fe（NO₂）₃、NaClO和KOH等為原料制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下：

已知：NaOH和NaClO的混合液是通過氯氣和燒堿溶液反應制取的．
（1）第①步所加人的混合液中僅含三種溶質(zhì)，除NaOH和NaClO外，還含有

 

 （填化學式）
（2）寫出第①步中Na0H、NaC10與Fe（NQ₃）₃發(fā)生反應的離子方程式：

 

（3）Fe（NO₂）₃溶液的濃度對產(chǎn)品的產(chǎn)率有較大的影響，現(xiàn)要配制1000mL5mol．L^-Fe（NO₃）₃溶液，需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、

 

、

 

、

 

．第③步說明此溫度下K₂FeO₄的溶解度

 

（填“＞”、“＜”或“=”）Na₂FeO₄的溶解度．
（4）若第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH．實驗結束后，將第②、③步所得濾液以及第④步所得洗滌液全部收集，恰好可得8L混合液，測得其中Na⁺濃度為2.5mol．L^-，則理論上制得的純K₂FeO₄的質(zhì)量為

 

．（假定各步均恰好反應完全）

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：硝酸鐵溶液中加入氫氧化鈉和次氯酸鈉反應得到氯化鈉高鐵酸鈉的混合溶液，加入氫氧化鈉蒸發(fā)濃縮冷卻結晶，過濾洗滌得到高鐵酸鈉固體，在固體中加入飽和氫氧化鉀溶液過濾得到高鐵酸鉀粗產(chǎn)品，經(jīng)過重結晶洗滌干燥得到較純的K₂FeO₄；
（1）第①步所加人的混合液中僅含三種溶質(zhì)，除NaOH和NaClO外，還應含有NaCl；
（2）第①步中Na0H、NaC10與Fe（NQ₃）₃發(fā)生反應生成高鐵酸鹽和氯離子；
（3）依據(jù)溶液配制的步驟和過程分析判斷需要的玻璃儀器；
（4）第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH物質(zhì)的量為4mol，恰好可得8L混合液，測得其中Na⁺濃度為2.5mol．L^-1，鈉元素物質(zhì)的量=8L×2.5mol/L=20mol，依據(jù)氯元素守恒可知，第一步含有鈉元素16mol，結合化學方程式中定量關系，每生成3molClO-離子，同時生成3molNaCl，即每2molFe3+參加費用的NaClO為3mol，NaOH為10mol，同時有3molNaCl混在原氫氧化鈉和次氯酸鈉呵呵溶液中，原Fe（NO₃）₃為2mol；則K₂FeO₄為2mol；

解答： 解：硝酸鐵溶液中加入氫氧化鈉和次氯酸鈉反應得到氯化鈉高鐵酸鈉的混合溶液，加入氫氧化鈉蒸發(fā)濃縮冷卻結晶，過濾洗滌得到高鐵酸鈉固體，在固體中加入飽和氫氧化鉀溶液過濾得到高鐵酸鉀粗產(chǎn)品，經(jīng)過重結晶洗滌干燥得到較純的K₂FeO₄；
（1）第①步所加人的混合液中僅含三種溶質(zhì)，除NaOH和NaClO外，還應含有NaCl；
故答案為：NaCl；
（2）第①步中Na0H、NaC10與Fe（NQ₃）₃發(fā)生反應生成高鐵酸鹽和氯離子，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（3）依據(jù)溶液配制的步驟和過程分析判斷需要的玻璃儀器，要配制1000mL5mol．L^-Fe（NO₃）₃溶液，需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、1000ml容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒；第③步是Na₂FeO₄轉化為K₂FeO₄，說明此溫度下K₂FeO₄的溶解度小于Na₂FeO₄；
故答案為：1000ml容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒；＜；
（4）第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH物質(zhì)的量為4mol，恰好可得8L混合液，測得其中Na⁺濃度為2.5mol．L^-1，鈉元素物質(zhì)的量=8L×2.5mol/L=20mol，依據(jù)氯元素守恒可知，第一步含有鈉元素16mol，結合化學方程式中定量關系，每生成3molClO^-離子，同時生成3molNaCl，即每2molFe3+參加費用的NaClO為3mol，NaOH為10mol，同時有3molNaCl混在原氫氧化鈉和次氯酸鈉呵呵溶液中，原Fe（NO₃）₃為2mol；則K₂FeO₄為2mol，質(zhì)量=2mol×198g/mol=396g；
故答案為：396g；

點評：本題考查了物質(zhì)提純的理解應用，實驗基本操作，物質(zhì)性質(zhì)的分析應用，注意離子方程式書寫方法和化學方程式計算，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．