Question

【題目】已知高鐵酸鈉（Na2FeO4）是一種綠色消毒凈水劑，只在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。下列是通過次氧酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉并探究其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，步驟如下：

I.制備高鐵酸鈉（Na2FeO4）

（1）制備NaClO溶液

已知：3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O

①如何檢查裝置B的氣密性？____________________________________________。

②實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的化學(xué)方程式是_______________________,利用如圖所給的裝置組裝成制備NaClO的正確連接順序是________（填字母），其中裝置E的作用是________（填序號(hào)）。

a.混合氣體 b.除去氯氣中的氯化氫 c.干燥氣體 d.觀察氣體的通入速率

③為了防止產(chǎn)生NaClO3，除攪拌和混入N2稀釋外，還應(yīng)采取的操作是__________________。

（2）制備Na2FeO4：將Fe(NO3)2溶液加入到NaOH與NaClO的混合溶液中，其反應(yīng)的離子方程式是___________________________________。

II.高鐵酸鈉（Na2FeO4）具有強(qiáng)氧化性，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)對(duì)于高鐵酸鈉消毒后鐵元素的存在形式展開如下探究：

【提出猜想】：猜想1：全部為Fe2+ 猜想2：全部為Fe3+ 猜想3： Fe2+和Fe3+都有

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】：

（1）證明溶液中只含有Fe2+的實(shí)驗(yàn)操作是_________________________________。

（2）某實(shí)驗(yàn)小組將消毒后的溶液分在兩支試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

步驟一：向試管1中加入K3[Fe(CN)6]溶液，現(xiàn)象是__________，所以溶液中不存在Fe2+；

步驟二：向試管2中滴入KSCN溶液，溶液變成血紅色，所以溶液中存在Fe3+。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】：高鐵酸鈉消毒后溶液中只存在Fe3+。

（3）小明同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論不夠嚴(yán)謹(jǐn)，原因是___________________________________。

Answer 1

【答案】 關(guān)閉K，,向分液漏斗中加入水，一段時(shí)間后水不能順利流下（或關(guān)閉分液漏斗，將導(dǎo)管放在水槽中，稍微加熱，導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)管中形成穩(wěn)定的水柱） MnO2+4HC1(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O E→A→D abd 將A放在冷水中 2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O 向溶液中先加入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再通入C12/H2O2，出現(xiàn)血紅色 不出現(xiàn)藍(lán)色沉淀 溶液中或空氣中含有氧氣，將Fe2+氧化為Fe3+

【解析】I.（1）①裝置B中含有分液漏斗，則檢驗(yàn)氣密性的方法是：關(guān)閉K，向分液漏斗中加入水，一段時(shí)間后水不能順利流下（或關(guān)閉分液漏斗，將導(dǎo)管放在水槽中，稍微加熱，導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)管中形成穩(wěn)定的水柱）；②實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的化學(xué)方程式是MnO2+4HC1(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O；生成的氯氣中含有氯化氫需要利用飽和食鹽水除去，最后還需要尾氣處理，則正確的連接順序是E→A→D；通過裝置E不僅可以除去氯氣在的氯化氫，還可以充分混合氣氣體，同時(shí)可以通過觀察氣泡的快慢調(diào)節(jié)氣體的通入速率，答案選abd；③由于氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)還可能發(fā)生3C12+6NaOH5NaC1+NaC1O3+3H2O，因此為防止溫度較高生成NaC1O3，要求反應(yīng)溫度較低，則應(yīng)將A置于冷（或冰）水浴中；（2）將Fe(NO3)2溶液加入到NaOH與NaClO的混合溶液中即可生成高鐵酸鈉，其反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-＝2FeO42-+ 3Cl-+5H2O；II.（1）亞鐵離子具有還原性，證明溶液中只含有Fe2+的實(shí)驗(yàn)操作是向溶液中先加入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再通入C12/H2O2，出現(xiàn)血紅色。（2）亞鐵離子能與K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，因此向試管1中加入K3[Fe(CN)6]溶液，如果溶液中不存在Fe2+，則現(xiàn)象是不出現(xiàn)藍(lán)色沉淀；（3）由于溶液中或空氣中含有氧氣，可將Fe2+氧化為Fe3+，因此上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論不夠嚴(yán)謹(jǐn)。