Question

【題目】實驗室用圖示裝置制備KC1O溶液，再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應制備高效凈水劑K2FeO4。

（査閱資料）① Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3；② K2FeO4易溶于水，微溶于濃KOH溶液，在0℃～5℃的強堿性溶液中較穩(wěn)定。

(1)儀器a的名稱是_________；裝置A中反應的化學方程式為__________________。

(2)裝置C中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的是_________________________________。

(3)裝置B吸收的氣體是_________，裝置D的作用是___________________________。

(4)C中得到足量KC1O后，將三頸瓶上的導管取下，依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反應溫度為25℃，攪拌1.5h，溶液變?yōu)樽霞t色(含K2FeO4)，該反應的離子方程式為__________________________。

(5)往(4)所得溶液中加入飽和KOH溶液，冷卻至0℃～5℃析出紫黑色晶體，過濾，得到K2FeO4粗產(chǎn)品。K2FeO4粗產(chǎn)品含有KCl等雜質(zhì)，進一步提純方法是___________。

(6)若實驗中消耗了VmL c mol/L的Fe(NO3)3溶液，Fe(NO3)3充分反應，最終制得a g的K2FeO4固體，則本實驗K2FeO4的產(chǎn)率為 ______________(列出算式即可)。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 提高KClO的產(chǎn)率，防止Cl2與KOH反應生成KC1O3 HCl 吸收Cl2，防止污染空氣 3C1O+2Fe3++10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O 重結(jié)晶

【解析】

（1）裝置A是實驗室制取氯氣的裝置，按實驗室制取氯氣的有關(guān)原理回答；

（2）Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3；

（3）制取氯氣中含有HCl，裝置B吸收的氣體是HCl，裝置D的作用是尾氣吸收；

（4）KC1O加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反應溫度為25℃，攪拌1.5h，生成K2FeO4和H2O，則KClO被還原成KCl，利用得失電子守恒、電荷守恒等配平書寫離子方程式；

（5）K2FeO4和KCl均易溶于水，K2FeO4粗產(chǎn)品含有KCl等雜質(zhì)，應用重結(jié)晶的方法分離；

（6）依據(jù)Fe守恒，計算產(chǎn)率。

（1）裝置A是實驗室制取氯氣的裝置，a是圓底燒瓶，A中發(fā)生的反應方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

本題答案為：圓底燒瓶 、MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（2）Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3，所以為了提高KClO的產(chǎn)率，防止Cl2與KOH反應生成KC1O3，C中三頸燒瓶置于冰水浴中；

本題答案為：提高KClO的產(chǎn)率，防止Cl2與KOH反應生成KC1O3。

（3）制取氯氣中含有HCl，裝置B吸收的氣體是HCl，裝置D的作用是吸收Cl2，防止污染空氣；

本題答案為：HCl 、 吸收Cl2，防止污染空氣。

（4）KC1O加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反應溫度為25℃，攪拌1.5h，生成K2FeO4和H2O，則KClO被還原成KCl，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒等配平的離子方程式為：3C1O+2Fe3++10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O；

本題答案為：3C1O+2Fe3++10OH=2FeO42-+3Cl+5H2O。

（5）K2FeO4和KCl均易溶于水，K2FeO4粗產(chǎn)品含有KCl等雜質(zhì)，應用重結(jié)晶的方法分離提純K2FeO4；

本題答案為：重結(jié)晶。

（6）依據(jù)反應過程中Fe守恒，設生成K2FeO4的物質(zhì)的量為x，

則有：Fe(NO3)3 K2FeO4

1 1

Vcmol x

解得：x= Vcmol，m(K2FeO4)= Vcmol198g/mol=0.198Vg，則本實驗K2FeO4的產(chǎn)率為：100；

本題答案為：100。