Question

高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO₄制备高铁酸钾的生产流程如下：

查资料得知K₂FeO₄的一些性质：

①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定。

②在水中溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂。

回答下列问题：

（1）写出氧化I中，生成Fe³⁺的离子反应方程式：                

（2）氧化II中，试剂A为             （填“H₂O₂”或“HNO₃”或“NaC1O”），反应的离子方程式为_____________________。

（3）操作I中包括冷却结晶，过滤洗涤、干燥几个步骤，洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行洗涤操作时应该用             洗涤。

（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe（OH）₃，请补充并配平该反应方程式的系数及产物：

______K₂FeO₄ +         H₂O         Fe（OH）₃（胶体）+       KOH +       。

将一定量的K₂FeO₄投入一定浓度的FeC1₃溶液中，测得剩余K₂FeO₄浓度如下图所示，推测产生曲线I和曲线II差异的原因是:                   。

（5）制得的粗K₂FeO₄产品中常混有少量KCl。取5.0 g粗产品溶于足量稀硝酸，充分反应后，加入足量的硝酸银，过滤得到沉淀，洗涤、干燥，称量得到1.435 g固体，K₂FeO₄的质量分数为___________。（可能用到的相对原子质量：O 16  Cl 35.5  K 39  Fe 56  Ag 108）

Answer

（1）H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；

（2）NaClO；2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-；

（3）无水乙醇；

（4）4；10；4；8；3O2↑；FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应从而降低K2FeO4的浓度；

（5）85.1%；

【解析】

试题分析：（1）氧化I中，双氧水将亚铁离子氧化生成Fe3+的离子反应方程式为H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O，故答案为：H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；

（2）氧化II中，试剂A将Fe3+氧化为FeO42-，结合题意和信息，应该选用NaC1O，防止生成的K2FeO4分解，反应的离子方程式为2Fe3++3ClO- +10OH- = 2FeO42- + 5H2O + 3Cl-，故答案为：NaClO；2Fe3++3ClO- +10OH- = 2FeO42- + 5H2O + 3Cl- ；

（3）根据信息，K2FeO4在水中溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂。操作I应该选用无水乙醇进行洗涤，故答案为：无水乙醇；

（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe（OH）3，根据得失电子守恒，配平后的方程式为4K2FeO4 +10H2O 4Fe（OH）3（胶体）+8KOH + 3O2↑；将一定量的K2FeO4投入一定浓度的FeC13溶液中，由于FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应从而降低K2FeO4的浓度，故答案为：4；10；4；8；3O2↑；FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应从而降低K2FeO4的浓度；

（5）生成氯化银的质量为1.435 g，物质的量为=0.01mol，可以氯化钾的质量为0.01mol×74.5g/mol=0.745g，K2FeO4的质量分数为×100%=85.1%，故答案为：85.1%。

考点：考查了物质制备的工艺流程、氧化还原反应、化学计算、化学实验的基本操作的相关知识。