高铁*钾(K2FeO4)是一新型、高效、无毒的多功能水处理剂。（资料）K2FeO4为紫*固体，微溶于KOH溶液...

问题详情：

高铁*钾(K2FeO4)是一新型、高效、无毒的多功能水处理剂。

（资料）K2FeO4为紫*固体，微溶于KOH溶液，具有强氧化*，在**或中*溶液中快速产生O2，在碱*溶液中较稳定。

（1）制备K2FeO4。

①A为制取*气发生装置，其中盛放浓盐*的仪器名称为___________。

②除杂装置B中的试剂为___________。

③C为制备K2FeO4装置，KOH溶液过量的原因是___________。

④D为尾气处理装置，发生反应的离子方程式为___________。

（2）探究 K2FeO4的*质。取C中紫*溶液，加入稀硫*，产生黃绿*气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为*K2FeO4能否氧化Cl－而产生Cl2，设计以下方案：

①由方案I中溶液变红可知a中含有___________。该离子的产生___________(填“能”或“不能”)判断一定是由K2FeO4被Cl－还原而形成的。

②方案Ⅱ用KOH溶液洗涤的目的是___________。方案Ⅱ得出氧化*：Cl2___________FeO42－(填“>”或“<”)

（3）使用时经常通过测定高铁*钾的纯度来判断其是否变质。K2FeO4在硫*溶液中反应如下：_______ FeO42－+______H+===_______O2↑+________Fe3++________(配平及完成上述离子方程式)________。现取C中洗涤并干燥后样品的质量10g，加入稀硫*，收集到0.672L气体(标准状况下)。则样品中高铁*钾的质量分数约为___________。(计算结果保留到0.1%)

【回答】

分液漏斗    饱和*化*溶液    K2FeO4微溶于KOH溶液，在碱*溶液中较稳定(或有利于生成K2FeO4)    Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O    Fe3+    不能    排除ClO−的干扰，防止干扰后续实验    <     4  FeO42-+  20 H+= 3 O2↑+ 4 Fe3++ 10H2O     79.2%    

【解析】

（1）①A为*气发生装置，由高锰*钾和浓盐*反应制取得到Cl2；

②装置B为除杂装置，浓盐*会挥发出HCl气体，使得产生的Cl2中混有HCl，需要除去HCl，可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的；

③C为制备K2FeO4装置，根据题目信息解答；

④通过碱液吸收尾气，写出离子方程式。

（2）①方案I中加入KSCN溶液至过量，溶液呈红*，说明反应产生Fe3＋，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，注意K2FeO4在碱*溶液中稳定，**溶液中快速产生O2，自身转化为Fe3＋；

②方案Ⅱ可*K2FeO4氧化了Cl－，使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体，可以使K2FeO4稳定析出，并且除去ClO－离子，防止在**条件下ClO－和Cl－反应产生Cl2干扰实验；Fe（OH）3在碱*条件下被Cl2氧化为FeO42－，可以说明Cl2的氧化*大于FeO42－，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42－的氧化*强弱关系相反，方案Ⅱ是FeO42－在**条件下氧化Cl－生成Cl2，注意两种反应体系所处*碱*介质不一样；

（3）利用质量守恒定律和电子守恒来配*应的化学方程式并进行相关计算；

【详解】

（1）①A为*气发生装置，由高锰*钾和浓盐*反应制取得到Cl2，其中盛放浓盐*的仪器名称为分液漏斗；

②装置B为除杂装置，反应使用浓盐*，浓盐*会挥发产生HCl，使得产生的Cl2中混有HCl，需要除去HCl，可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的；

③ 根据题目信息可知，K2FeO4微溶于KOH溶液，在碱*溶液中较稳定(或有利于生成K2FeO4 )；

④通过碱吸收尾气，发生反应的离子方程式为：Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O。

（2）①方案I中加入KSCN溶液至过量，溶液呈红*，说明反应产生Fe3＋，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，注意K2FeO4在碱*溶液中稳定，**溶液中快速产生O2，自身转化为Fe3＋，发生反应为：4FeO42－+20H＋═4Fe3＋+3O2↑+10H2O；

②方案Ⅱ可*K2FeO4氧化了Cl－，使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体，可以使K2FeO4稳定析出，同时考虑到K2FeO4表面可能吸附ClO－，ClO－在**条件下可与Cl－反应生成Cl2，从而干扰实验，所以用KOH溶液洗涤的目的是：使K2FeO4稳定溶出，并把K2FeO4表面吸附的ClO－除尽，防止ClO－与Cl－在**条件下反应产生Cl2，避免ClO－干扰实验；Fe（OH）3在碱*条件下被Cl2氧化为FeO42－，可以说明Cl2的氧化*大于FeO42－，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42－的氧化*强弱关系相反，方案Ⅱ是FeO42－在**条件下氧化Cl－生成Cl2，两种反应体系所处*碱*介质不一样，所以可以说明溶液*碱*会影响粒子氧化*的强弱，方案Ⅱ得出氧化*：Cl2<FeO42－。

（3）反应中FeO42－→ Fe3+，Fe元素从+6价降到+3价，得3个电子，O元素从-2价升高到0价，失去2个电子，根据得失电子守恒，FeO42-的计量数为4，O2的计量数为3，再根据原子守恒配平方程式为：  4  FeO42-+  20 H+= 3 O2↑+ 4 Fe3++ 10H2O ；

4  FeO42-+  20 H+= 3 O2↑+ 4 Fe3++ 10H2O得：

4K2FeO4～  ～3O2↑

792            96

x              0.672L×1.429g·L－1

792/x=96/0.672L×1.429g·L－1

   x≈7.92g．

则样品中高铁*钾的质量分数为：

7.92g÷10g×100%=79.2%。

知识点：氧化还原反应方程式的配平

题型：实验,探究题