Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種高效凈水劑。已知：K2FeO4易溶于水，微溶于濃KOH溶液；在酸性或中性溶液中不穩定，在0～5℃的強堿性溶液中較穩定。某實驗小組欲制備高鐵酸鉀并測定其純度。

Ⅰ.制備高鐵酸鉀（夾持裝置略）

（1）裝置A為氯氣發生裝置，其中盛放高錳酸鉀的儀器名稱為__。

（2）將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑__。

（3）裝置C中Cl2與Fe(OH)3、KOH反應生成K2FeO4的化學方程式是____。

（4）實驗時將裝置C置于冰水浴中，其原因是____。

（5）實驗后經結晶法得到的K2FeO4晶體仍含較多雜質，要得到更純的晶體，還應采取的操作方法是____。

Ⅱ.測定產品純度

（6）將wg K2FeO4粗產品溶于過量的堿性亞鉻酸鹽溶液中，充分反應后，加入稀硫酸酸化至pH為2，在所得的重鉻酸鹽溶液中加入5滴二苯胺磺酸鈉溶液作指示劑，然后用c mol·L1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液VmL。已知該過程中涉及的離子反應主要有三個：

①Cr(OH)4+ FeO42-=Fe(OH)3↓+CrO42-+OH，

②_______，

③Cr2O72-+6Fe2++ 14H+=6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O。

該粗產品中K2FeO4的質量分數為__（用含w、c、V的代數式表示）。若滴定管沒有用標準液潤洗，則測得的結果__（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O K2FeO4在0～5℃環境中較穩定，防止副反應發生 重結晶 2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O 或或 偏高

【解析】

Ⅰ利用濃鹽酸和KMnO4制備Cl2，制備的Cl2常含有HCl，需要用飽和食鹽水除雜，Cl2、Fe(OH)3和KOH反應生成K2FeO4，利用NaOH溶液處理多余的Cl2。

(1)根據儀器的結構，可知該儀器為圓底燒瓶；

(2)裝置B的作用是除去Cl2中的HCl，選用飽和食鹽水，裝置如圖所示；

(3)Cl2中Cl的化合價降低，從0降低到－1，共降低2價，Fe(OH)3中Fe的化合價升高，從＋3升高到＋6，化合價升降守恒，則Cl2和Fe(OH)3的系數比為3：2，再根據原子守恒配平，化學方程式為3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O；

(4)產物K2FeO4在0～5℃的強堿性溶液中較穩定，因此將裝置C置于冰水浴中是K2FeO4在0～5℃環境中較穩定，防止副反應發生；

(5)K2FeO4易溶于水中，結晶后的K2FeO4中含有較多雜質，可以利用重結晶提純；

Ⅱ(6)根據反應①和③，加入H2SO4酸化后，反應①中的產物CrO42－轉化為Cr2O72－，離子方程為2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O；

根據反應方程式，可得關系式K2FeO4～CrO42－～Cr2O72－～3Fe2＋，n(K2FeO4)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=×cV×10－3mol，m(K2FeO4)=×cV×10－3mol×198g·mol－1=0.066cVg，則K2FeO4的質量分數為；

如果滴定管沒有用標準液潤洗，那么消耗的標準液的體積會增加，計算得到K2FeO4的質量會增加，質量分數偏高。