Question

【題目】某研究性學習小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質。查閱文獻，得到以下資料： K2FeO4為紫色固體，微溶于 KOH 溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生 O2，在堿性溶液中較穩定。

Ⅰ．制備 K2FeO4（夾持裝置略）。

（1）A 為氯氣的實驗室發生裝置。A 中反應方程式是______（錳被還原為 Mn2+）。若反應中有 0.5molCl2產生，則電子轉移的數目為______。工業制氯氣的反應方程式為______。

（2）裝置 B 中盛放的試劑是______，簡述該裝置在制備高鐵酸鉀中的作用______。

（3）C 中得到紫色固體和溶液。C 中 Cl2發生的反應有：3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH→2K2FeO4+6KCl+8H2O，根據該反應方程式得出：堿性條件下，氧化性 Cl2______FeO42-（填“＞”或“＜”）。另外C中還可能發生其他反應，請用離子方程式表示______。

Ⅱ．探究 K2FeO4 的性質

（4）甲同學取少量 K2FeO4 加入渾濁的泥漿水中，發現產生氣體，攪拌，渾濁的泥漿水很快澄清。請簡述 K2FeO4的凈水原理。______。

Answer 1

【答案】2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O NA 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 飽和食鹽水 除去HCl氣體，避免影響K2FeO4的制備 > Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O K2FeO4在中性溶液中快速產生氧氣，生成氫氧化鐵吸附泥漿，沉降下來，達到凈水的目的

【解析】

由制備實驗裝置可知，A中發生2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，B中飽和食鹽水除去氯氣中的HCl，C中發生3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，且C中可能發生Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，D中NaOH溶液可吸收尾氣，以此來解答。

（1）A中反應方程式是2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，若反應中有0.5molCl2產生，則電子轉移的數目為0.5mol×2×(1-0)×NA=NA，工業制氯氣的反應方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，

故答案為：2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O；NA；2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；

（2）裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水，該裝置在制備高鐵酸鉀中的作用為除去HCl氣體，避免影響K2FeO4的制備，

故答案為：飽和食鹽水；除去HCl氣體，避免影響K2FeO4的制備；

（3）Cl元素的化合價降低，Fe元素的化合價升高，由氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性可知堿性條件下，氧化性Cl2>FeO42-，C中還可能發生氯氣與KOH反應，用離子方程式表示為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，

故答案為：>；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；

（4）取少量K2FeO4加入渾濁的泥漿水中，發現產生氣體，攪拌，渾濁的泥漿水很快澄清，可知K2FeO4的凈水原理為K2FeO4在中性溶液中快速產生氧氣，生成氫氧化鐵吸附泥漿，沉降下來，達到凈水的目的，

故答案為：K2FeO4在中性溶液中快速產生氧氣，生成氫氧化鐵吸附泥漿，沉降下來，達到凈水的目的。