Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种理想的绿色高效水处理剂。某学习小组用下图所示装置（夹持仪器已略去）制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe（NO₃）₃溶液的反应制备K₂FeO₄。

查阅资料知K₂FeO₄的部分性质如下：①可溶于水、微溶于浓KOH溶液；②在0℃～5℃、强碱性溶液中比较稳定；③在Fe^3＋和Fe（OH）₃催化作用下发生分解；④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe（OH）₃和O₂。

请回答下列问题：

（1）仪器C和D中都盛有KOH溶液，其中C中KOH溶液的用途是_________________。

（2）Cl₂与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO₃。为保证反应生成KClO，需要将反应温度控制在0～5℃下进行，在不改变KOH溶液浓度的前提下，实验中可以采取的措施是__________________。

（3）在搅拌下，将Fe（NO₃）₃饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K₂FeO₄，写出该反应的化学方程式___________；该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe（NO₃）₃饱和溶液中，其原因是______________。

（4）制得的粗产品中含有Fe（OH）₃、KCl等杂质。一种提纯方案为：将一定量的K₂FeO₄粗产品溶于冷的3 mol·L^－1KOH溶液中，用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤2～3次后，在真空干燥箱中干燥。

①第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是（填化学式）____________、_________，过滤时不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是________________。

②晶体用乙醇洗涤的原因是__________________。

Answer

（1）和氯气反应制备KClO（1分）

（2）装置C加冰水浴冷却（1分）

（3）2Fe（NO3）3 + 3KClO +10 KOH = 2K2FeO4 +3KCl + 6KNO3+5H2O （2分）

生成的K2FeO4在Fe3+催化作用下会发生分解（2分）

（4）①Fe（OH）3（1分） K2FeO4 （1分）滤纸在强碱条件下易被腐蚀（1分）

②乙醇挥发时带走水分，防止K2FeO4与水发生反应（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据题意仪器C中都盛有KOH溶液，用途是和氯气反应制备KClO；

（2）Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3，为了得到更多KClO，则需要将反应物温度制在较低范围，可以用水浴冷却；（3）在搅拌下，将Fe（NO3）3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4，则反应物有Fe（NO3）3 KClO，生成物有K2FeO4，根据氧化还原反应的规律可以写出该反应的化学方程式2Fe（NO3）3 + 3KClO +10 KOH = 2K2FeO4 +3KCl + 6KNO3+5H2O，根据查阅资料③在Fe3＋和Fe（OH）3催化作用下发生分解,可知该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe（NO3）3饱和溶液中。

（4）①第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是Fe（OH）3、K2FeO4过滤时不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是滤纸在强碱条件下易被腐蚀；晶体用乙醇洗涤的原因是乙醇挥发时带走水分，防止K2FeO4与水发生反应。（根据查阅资料④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe（OH）3和O2。）

考点： 无机化学综合体，工艺流程