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實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。
資料:K2FeO4為紫色固體,易溶于水,微溶于濃KOH溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在0℃~5℃、強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定。
(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)

①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為(錳被還原為Mn2+):
2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
。
②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑
。
③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有:3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
。
(2)探究K2FeO4的性質(zhì)
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計(jì)以下方案:
方案Ⅰ 取少量a,滴加KSCN溶液至過(guò)量,溶液呈紅色
方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生
?。煞桨涪裰腥芤鹤兗t可知a中含有
Fe3+
Fe3+
離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由
4FeO42-+20 H+═4Fe3++3O2↑+10H2O
4FeO42-+20 H+═4Fe3++3O2↑+10H2O
產(chǎn)生(用方程式表示)。
ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是
確保K2FeO4在堿性環(huán)境中的穩(wěn)定性,同時(shí)排除ClO-對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾
確保K2FeO4在堿性環(huán)境中的穩(wěn)定性,同時(shí)排除ClO-對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾
。
②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2
FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明,Cl2和FeO42-的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是
物質(zhì)的氧化性與溶液的酸堿性有關(guān)
物質(zhì)的氧化性與溶液的酸堿性有關(guān)
。
(3)濕法制備高鐵酸鉀
原理:強(qiáng)堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e(NO33與KClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鉀。
①制備K2FeO4時(shí),KClO飽和溶液(含KOH)與Fe(NO33飽和溶液的混合方式為:
攪拌下,將Fe(NO33飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液(含KOH)中
攪拌下,將Fe(NO33飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液(含KOH)中
。
②提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實(shí)驗(yàn)方案為:將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol?L-1KOH溶液中,
快速過(guò)濾,將濾液置于冰水浴中,邊攪拌邊向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液至不再析出K2FeO4晶體,過(guò)濾,用乙醇洗滌晶體2~3次,減壓干燥
快速過(guò)濾,將濾液置于冰水浴中,邊攪拌邊向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液至不再析出K2FeO4晶體,過(guò)濾,用乙醇洗滌晶體2~3次,減壓干燥
(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:飽和KOH溶液,乙醇)。

【答案】2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O;;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;Fe3+;4FeO42-+20 H+═4Fe3++3O2↑+10H2O;確保K2FeO4在堿性環(huán)境中的穩(wěn)定性,同時(shí)排除ClO-對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾;>;物質(zhì)的氧化性與溶液的酸堿性有關(guān);攪拌下,將Fe(NO33飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液(含KOH)中;快速過(guò)濾,將濾液置于冰水浴中,邊攪拌邊向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液至不再析出K2FeO4晶體,過(guò)濾,用乙醇洗滌晶體2~3次,減壓干燥
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:64引用:1難度:0.3
相似題
  • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)
    Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     

    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (5)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (6)a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
  • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    ;當(dāng)pH=5時(shí),溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    (5)a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
  • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,常溫下,當(dāng)pH=5時(shí),溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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