Question

【題目】高鐵酸鹽是優(yōu)良的多功能水處理劑。某實(shí)驗(yàn)小組釆用如圖裝置制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)用途。

Ⅰ.制備K2FeO4(夾持、加熱等裝置略)

(1)B中所用試劑為______________________。

(2)C中反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而反應(yīng)溫度須控制在0~8℃，可使用的控溫方法為___________，充分反應(yīng)后得到紫色固體，反應(yīng)方程式為___________。反應(yīng)中KOH必須過量的原因是___________。

(3)C中混合物經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得純浄髙鐵酸鉀晶體，洗滌時(shí)洗滌劑可選用___________。

a.冰水 b.KOH溶液 c.異丙醇

Ⅱ.探究K2FeO4的性質(zhì)

(4)K2FeO4可以將廢水中的CN－氧化為CNO－，實(shí)驗(yàn)表明，pH=9時(shí)CN－去除效果最佳。配平反應(yīng)離子方程式：____FeO42－+____CN－+____H2O→____Fe(OH)3↓+____CNO－+___OH－。

現(xiàn)處理含CN－離子濃度為13mg/L的廢水1m3，至少需要K2FeO4___________g。

(5)資料表明，酸性溶液中氧化性FeO42－>MnO4－。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：將少K2FeO4溶解在過量KOH溶液中，溶液呈淺紫色，取該溶液滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，振蕩，溶液顏色仍然呈淺紫色。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明最后所得淺紫色溶液中含有MnO4－___________。

Answer 1

【答案】飽和食鹽水 冰水浴或冷水浴 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O 保持溶液堿性，防止K2FeO4變質(zhì) c 2 3 5 2 3 4 66 向最后的淺紫色溶液中滴加過量稀H2SO4，振蕩，溶液淺紫色未褪去。

【解析】

本小題是實(shí)驗(yàn)探究題。

（1）由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O(g)，HCl會(huì)消耗Fe(OH)3、KOH，應(yīng)用飽和食鹽水除去HCl，B中所用試劑為飽和食鹽水。

（2）C中反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而反應(yīng)溫度須控制在0~8℃，可使用的控溫方法為冰水浴或冷水浴；充分反應(yīng)后得到紫色物質(zhì)為K2FeO4，則反應(yīng)方程式為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O；因?yàn)?/span>K2FeO4微溶于KOH，難溶于有機(jī)溶劑，具有強(qiáng)氧化性在酸性或中性溶液中紫色快速褪去并產(chǎn)生氧氣，在堿性溶液中較穩(wěn)定，所以反應(yīng)中KOH必須過量。（3）因?yàn)?/span>K2FeO4微溶于KOH，難溶于有機(jī)溶劑，C中混合物經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到純浄高鐵酸鉀晶體，洗滌時(shí)洗滌劑可選異丙醇。

（4）K2FeO4可以將廢水中的CN－氧化為CNO－，反應(yīng)過程中FeO42－中鐵元素價(jià)態(tài)由+6價(jià)降低到+3價(jià)生成Fe(OH)3，CN－中碳元素價(jià)態(tài)由+2價(jià)升高到+4價(jià)生成CNO－，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平離子方程式，離子方程式為：2FeO42－+3CN－+5H2O=2Fe(OH)3↓+3CNO－+4OH－。

（5）根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在K2FeO4，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4－的顏色。

（1）由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O(g)，HCl會(huì)消耗Fe(OH)3、KOH，應(yīng)用飽和食鹽水除去HCl，B中所用試劑為飽和食鹽水。本小題答案為：飽和食鹽水。

（2）C中反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而反應(yīng)溫度須控制在0~8℃，可使用的控溫方法為冰水浴或冷水浴；充分反應(yīng)后得到紫色物質(zhì)為K2FeO4，則反應(yīng)方程式為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O；因?yàn)?/span>K2FeO4微溶于KOH，難溶于有機(jī)溶劑，具有強(qiáng)氧化性在酸性或中性溶液中紫色快速褪去并產(chǎn)生氧氣，在堿性溶液中較穩(wěn)定，所以反應(yīng)中KOH必須過量。本小題答案為：冰水浴或冷水��；3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O；保持溶液堿性，防止K2FeO4變質(zhì)。

（3）因?yàn)?/span>K2FeO4微溶于KOH，難溶于有機(jī)溶劑，C中混合物經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到純浄高鐵酸鉀晶體，洗滌時(shí)洗滌劑可選異丙醇。 本小題答案為：c。

（4）K2FeO4可以將廢水中的CN－氧化為CNO－，反應(yīng)過程中FeO42－中鐵元素價(jià)態(tài)由+6價(jià)降低到+3價(jià)生成Fe(OH)3，CN－中碳元素價(jià)態(tài)由+2價(jià)升高到+4價(jià)生成CNO－，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平離子方程式，離子方程式為：2FeO42－+3CN－+5H2O=2Fe(OH)3↓+3CNO－+4OH－。本小題答案為：2 3 5 2 3 4。

（5）根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在K2FeO4，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4－的顏色。本小題答案為：向最后的淺紫色溶液中滴加過量稀H2SO4，振蕩，溶液淺紫色未褪去。