Question

16．以綠礬（FeSO₄•7H₂O）為原料制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的流程如圖1：

（1）“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（2）“合成”時生成Na₂FeO₄的離子方程式為3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．不同溫度和pH下FeO₄^2-在水溶液中的穩(wěn)定性如圖2所示．
為了提高“合成”時Na₂FeO₄的產(chǎn)率，下列措施可行的是AC（填字母）．
A．充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)液
B．控制反應(yīng)在60℃左右進(jìn)行
C．將氧化后所得溶液分多次加入NaClO和NaOH混合溶液中
D．將NaClO和NaOH混合溶液分多次加入氧化后所得溶液中
（3）“濾渣”的主要成分為Fe（OH）₃（填化學(xué)式）．
（4）向“過濾”后的濾液中加入飽和KOH溶液可析出K₂FeO₄晶體，說明該溫度下兩者飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c（K₂FeO₄）＜c（Na₂FeO₄）（填“＜”、“＞”或“=”）；此時母液中的陰離子除FeO₄^2-和OH^-外，一定還含有SO₄^2-、Cl^-．

Answer 1

分析 以綠礬（FeSO₄•7H₂O）制備高鐵酸鉀，由制備流程可知，綠礬溶于水形成FeSO₄溶液，加入稀硫酸和過氧化氫，亞鐵離子與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子，向硫酸鐵溶液加入NaClO和NaOH混合溶液發(fā)生反應(yīng)：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，部分鐵離子生成Fe（OH）₃，過濾分離出Fe（OH）₃，再加飽和KOH發(fā)生Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，經(jīng)過冷卻結(jié)晶，過濾洗滌、干燥幾個步驟，洗滌選擇乙醇，防止高鐵酸鉀溶解而損失，以此來解答．

解答 解：（1）氧化過程亞鐵離子與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子，反應(yīng)為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（2）“合成”時生成Na₂FeO₄的離子方程式為：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
根據(jù)圖2：K₂FeO₄的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而減弱，pH越小，氫離子濃度增大，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性越弱，
A．充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)液，正確；
B．60℃左右時，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性弱，錯誤；
C．將氧化后所得溶液分多次加入NaClO和NaOH混合溶液中，堿性較強(qiáng)，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性強(qiáng)，正確；
D．將NaClO和NaOH混合溶液分多次加入氧化后所得溶液中，堿性較弱，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性弱，錯誤；
故答案為：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；AC；
（3）硫酸鐵溶液中加入NaClO和NaOH混合溶液，部分鐵離子生成Fe（OH）₃，過濾分離出Fe（OH）₃，濾渣為Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（4）加飽和KOH發(fā)生Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，由溶解度小的制取溶解度更小的，故該溫度下兩者飽和溶液的物質(zhì)的量濃度c（K₂FeO₄）＜c（Na₂FeO₄）；母液中的陰離子除FeO₄^2-和OH^-外，一定還含有SO₄^2-、Cl^-；
故答案為：＜；SO₄^2-、Cl^-．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對條件的控制選擇與理解等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．