Question

高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种紫黑色固体，只能在碱性环境中稳定存在，在中性或酸性中易分解，工业中通常是先制得高铁酸钠再转化为高铁酸钾。

I.制备NaCIO溶液

（1）装置的连接顺序为a→___→d。

（2）装置D的作用___。

（3）B装置反应过程中要严格控制温度，温度过高易生成NaClO₃，写出生成NaClO₃的离子方程式___。

II.制备K₂FeO₄

（1）湿法制备K₂FeO₄：将Fe(NO₃)₃溶液滴加到装置B的混合溶液中，其反应的离子方程式是___。继续向反应后的溶液中加入KOH，会析出紫黑色固体，上述转化能发生的原因是___(用简要的文字说明)。

（2）电解法制备K₂FeO₄(如图)：

该装置中离子交换膜为___离子交换膜(填“阴”或“阳")，阳极电极反应式为___。

III.K₂FeO₄性质的探究

取电解后的溶液滴加稀盐酸，收集到黄绿色气体。针对以上现象，甲乙两位同学提出了以下猜想：

甲：气体只含有Cl₂。

乙：气体除Cl₂外还含有___，请设计实验证明乙同学的猜测___。

Answer

efcb 储存氯气 3Cl2 + 6OH－ 5Cl－ + ClO3－+ 3H2O 2Fe3+ + 3ClO3－+ 10OH－＝2FeO42− +3Cl－ + 5H2O 相同条件下，K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小 阴 Fe−6e－ + 8OH－＝FeO42− + 4H2O O2 将所得的气体通入盛有过量的NaOH溶液的洗气瓶中，收集气体用带火星木条检测，若木条复燃，则乙猜测正确

【解析】

A装置实验室制氯气，B装置是氯气与NaOH溶液反应生成NaClO溶液，C装置尾气处理，D装置储存氯气，E装置处理HCl气体，B装置在常温下反应生成NaClO溶液，在温度较高条件下生成NaClO3，NaClO3与Fe(NO3)3在碱性条件下反应生成Na2FeO4，Na2FeO4与KOH根据溶解度的大小发生反应生成K2FeO4，利用铁电解在碱性条件下反应得到FeO42−，高铁酸钾在中性或酸性中易分解。据此解答。

I.（1）A装置制氯气，先用E装置饱和食盐水除HCl，再用氯气和氢氧化钠反应B装置制取NaClO，再用C装置处理尾气，因此装置的连接顺序为a→e→f→c→b→d；故答案为：efcb。

（2）装置D的作用储存氯气；故答案为：储存氯气。

（3）B装置反应过程中要严格控制温度，温度过高易生成NaClO3，氯气和氢氧化钠加热反应生成NaCl、水和NaClO3，生成NaClO3的离子方程式 3Cl2 + 6OH－ 5Cl－ + ClO3－+ 3H2O；故答案为：3Cl2 + 6OH－ 5Cl－ + ClO3－+ 3H2O。

II.（1）将Fe(NO3)3溶液滴加到装置B的混合溶液中，反应生成FeO42−、Cl－和H2O，其反应的离子方程式是2Fe3+ + 3ClO3－+ 10OH－＝2FeO42− +3Cl－ + 5H2O。继续向反应后的溶液中加入KOH，会析出紫黑色固体，上述转化能发生的原因是相同条件下，K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小；故答案为：2Fe3+ + 3ClO3－+ 10OH－＝2FeO42− +3Cl－ + 5H2O；K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小。

（2）该装置中铁作阳极电解变为FeO42−，Fe − 6e－ + 8OH－ = FeO42− + 4H2O，阴极是2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑，电解池中OH－向左不断移动，因此离子交换膜为阴离子交换膜；故答案为：阴；Fe − 6e－ + 8OH－ = FeO42− + 4H2O。

III.根据题意高铁酸钾在酸性或中性溶液中发生分解反应会产生氧气，加入盐酸除生成氯气外，还可能生成氧气，可将所得的气体通入过量的NaOH溶液的洗气瓶中，收集气体用带火星木条检测，若木条复燃，则乙猜测正确；故答案为：O2；将所得的气体通入过量的NaOH溶液的洗气瓶中，收集气体用带火星木条检测，若木条复燃，则乙猜测正确。