問題詳情:
高鐵*鉀(K2FeO4)是一種新型,高效、多功能綠*水處理劑,可通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應制備。
已知:①KClO在較高温度下發生歧化反應生成KClO3
②K2FeO4具有下列*質:可溶於水、微溶於濃KOH溶液;在強鹼*溶液中比較穩定;在Fe3+催化作用下發生分解,在**至弱鹼*條件下,能與水反應生成Fe(OH)3和O2,如圖所示是實驗室模擬工業製備KClO溶液裝置。
(1)B裝置的作用為______________________;
(2)反應時需將C裝置置於冷水浴中,其原因為__________________;
(3)製備K2FeO4時,不能將鹼*的KClO溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中,其原因是________,製備K2FeO4的離子方程式_________________;
(4)工業上常用廢鐵屑為原料製備Fe(NO3)3溶液,溶液中可能含有Fe2+,檢驗Fe2+所需試劑名稱________,其反應原理為______________________(用離子方程式表示);
(5)向反應後的三頸瓶中加入飽和KOH溶液,析出K2FeO4固體,過濾、洗滌、乾燥。洗滌*作所用最佳試劑為______________________;
A.水 B.無水乙醇 C.稀KOH溶液
(6)工業上用“間接*量法”測定高鐵*鉀的純度:用鹼*KI溶液溶解1.00g K2FeO4樣品,調節pH使高鐵*根全部被還原成亞鐵離子,再調節pH為3~4,用1.0mol/L的Na2S2O3標準溶液作為滴定劑進行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),澱粉作指示劑,裝有Na2S2O3標準溶液的滴定管起始和終點讀數如如圖所示:
①消耗Na2S2O3標準溶液的體積為____________mL。
②原樣品中高鐵*鉀的質量分數為_________________。
③若在配製Na2S2O3標準溶液的過程中定容時俯視刻度線,則導致所測高鐵*鉀的質量分數____________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
【回答】
吸收HCl KClO在較高温度下發生歧化反應生成KClO3 將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中,Fe3+過量,K2FeO4在Fe3+催化作用下發生分解。或答:將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中,溶液呈**,在**條件下,K2FeO4能與水反應生成Fe(OH)3和O2。 2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O 鐵*化鉀 3Fe3++2Fe(CN)63-== B 18.00 89.1% 偏低
【解析】
高錳*鉀與濃鹽*在A裝置中反應生成*氣,由於濃鹽*易揮發,生成的*氣中一定會混有*化*,因此通過裝置B除去*化*,在裝置C中*氣與*氧化鉀反應生成KClO,裝置D吸收尾氣中的*氣,防止污染。結合題示信息分析解答。
(6)用鹼*的*化鉀溶液溶解高鐵*鉀樣品,調節pH,高鐵*根與*離子發生氧化還原反應,高鐵*根離子全部被還原成亞鐵離子,*離子被氧化成*,根據電子得失守恆有關係FeO42-~2I2,再根據反應2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,利用硫代硫**的物質的量可計算得高鐵*鉀的質量,進而確定質量分數。
【詳解】
(1)根據上述分析,B裝置是用來除去*氣中的*化*的,故*為吸收HCl;
(2)根據題幹信息知,KClO在較高温度下發生歧化反應生成KClO3,因此反應時需將C裝置置於冷水浴中,故*為KClO在較高温度下發生歧化反應生成KClO3;
(3)根據題幹信息知,K2FeO4可溶於水、微溶於濃KOH溶液;在強鹼*溶液中比較穩定;在Fe3+催化作用下發生分解,在**至弱鹼*條件下,能與水反應生成Fe(OH)3和O2,因此製備K2FeO4時,不能將鹼*的KClO溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中,防止Fe3+過量,K2FeO4在Fe3+催化作用下發生分解;KClO濃溶液與Fe(NO3)3飽和溶液反應制備K2FeO4的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O,故*為將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中,Fe3+過量,K2FeO4在Fe3+催化作用下發生分解(或將KClO濃溶液滴加到Fe(NO3)3飽和溶液中,溶液成**,在**條件下,K2FeO4能與水反應生成Fe(OH)3和O2);2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)工業上常用廢鐵屑為原料製備Fe(NO3)3溶液,溶液中可能含有Fe2+,檢驗Fe2+可以使用鐵*化鉀,如果含有亞鐵離子,會產生藍*沉澱,其反應原理為3Fe3++2Fe(CN)63-==,故*為鐵*化鉀;3Fe3++2Fe(CN)63-==;
(5)根據上述分析,反應後的三頸瓶中生成了KClO,加入飽和KOH溶液,析出K2FeO4固體,過濾、洗滌、乾燥,由於K2FeO4可溶於水、微溶於濃KOH溶液,為了減少K2FeO4的損失,洗滌K2FeO4時不能選用水或稀KOH溶液,應該選用無水乙醇,故*為B;
(6)①根據裝有Na2S2O3標準溶液的滴定管起始和終點讀數,消耗Na2S2O3標準溶液的體積為19.40-1.40=18.00mL,故*為18.00;
②用鹼*的*化鉀溶液溶解高鐵*鉀樣品,調節pH,高鐵*根與*離子發生氧化還原反應,高鐵*根離子全部被還原成亞鐵離子,*離子被氧化成*,根據電子得失守恆有關係FeO42-~2I2,再根據反應2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,得關係式FeO42-~2I2~4Na2S2O3,所以高鐵*鉀的質量為×1.0mol/L×0.018L×198g/mol=0.891g,則原高鐵*鉀樣品中高鐵*鉀的質量分數為×100%=89.1%,故*為89.1%
③若在配製Na2S2O3標準溶液的過程中定容時俯視刻度線,導致配製的Na2S2O3標準溶液的濃度偏大,滴定過程中消耗的Na2S2O3標準溶液的體積偏小,則測得的高鐵*鉀的質量分數偏低,故*為偏低。
知識點:氧化還原反應
題型:實驗,探究題