Question

6．實驗室用圖所示裝置制備KClO溶液，并通過KClO溶液與Fe（NO₃）₃溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K₂FeO₄．
已知K₂FeO₄具有下列性質(zhì)：
①可溶于水、微溶于濃KOH溶液
②在0℃～5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定
③在Fe³⁺和Fe（OH）₃催化作用下發(fā)生分解
④在酸性至弱堿性條件下，能與水反應(yīng)生成Fe（OH）₃和O₂
（1）寫出儀器甲和乙的名稱：甲分液漏斗；乙三口燒瓶．
（2）裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，裝置D的作用是吸收多余的氯氣．
（3）Cl₂與KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO₃．在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，欲控制反應(yīng)在0℃～5℃進(jìn)行，實驗中可采取的措施是：緩慢滴加鹽酸、裝置C用冰水浴中．
（4）寫出K₂FeO₄在弱堿性條件下與水反應(yīng)生成Fe（OH）₃和O₂的化學(xué)方程式：4K₂FeO₄+10H₂O=8KOH+4Fe（OH）₃↓+3O₂↑．
（5）工業(yè)上常用“間接碘量法”測定高鐵酸鉀樣品中高鐵酸鉀的含量，其方法是：用堿性的碘化鉀溶液（pH為11～12）溶解3.96g高鐵酸鉀樣品，調(diào)節(jié)pH為1，避光放置40分鐘至反應(yīng)完全（高鐵酸根離子全部被還原成鐵離子），再調(diào)節(jié)pH為3～4（弱酸性），用1.0mol/L的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液作為滴定劑進(jìn)行滴定（2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI），當(dāng)達(dá)到滴定終點時，用去硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00mL．則原高鐵酸鉀樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗裝置圖可知，A裝置 中用高錳酸鉀與鹽酸反應(yīng)制得氯氣，氯氣中有揮發(fā)出的來的氯化氫，所以B裝置中飽和食鹽水是除去氯氣中的氯化氫，裝置C中用氯氣與氫氧化鉀溶液應(yīng)制得次氯酸鈉，反應(yīng)的尾氣氯氣用氫氧化鉀吸收，
（1）根據(jù)裝置圖可知儀器名稱；
（2）氯氣與氫氧化鉀反應(yīng)生成氯化鉀和次氯酸鉀，氯氣有毒，需要進(jìn)行尾氣吸收；
（3）Cl₂和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO₃，制取KClO溫度反應(yīng)在0℃～5℃，裝置C應(yīng)放在冰水浴中，應(yīng)降低通入氯氣的速率；
（4）根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可寫出K₂FeO₄在弱堿性條件下與水反應(yīng)生成Fe（OH）₃和O₂的化學(xué)方程式；
（5）用堿性的碘化鉀溶液溶解高鐵酸鉀樣品，調(diào)節(jié)pH為1，高鐵酸根與碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高鐵酸根離子全部被還原成鐵離子，碘離子被氧化成碘，根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系2FeO₄^2-～3I₂，再根據(jù)反應(yīng)2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，利用硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量可計算得高鐵酸鉀的質(zhì)量，進(jìn)而確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知儀器甲的名稱是分液漏斗，儀器乙的名稱是三口燒瓶，
故答案為：分液漏斗；三口燒瓶；
（2）氯氣與氫氧化鉀反應(yīng)生成氯化鉀和次氯酸鉀，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，氯氣有毒，需要進(jìn)行尾氣吸收，所以裝置D的作用是吸收多余的氯氣，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；吸收多余的氯氣；
（3）Cl₂和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO₃，制取KClO溫度反應(yīng)在0℃～5℃，裝置C應(yīng)放在冰水浴中，緩慢滴加鹽酸，減慢生成氯氣的速率，
故答案為：緩慢滴加鹽酸、裝置C用冰水浴中；
（4）K₂FeO₄在弱堿性條件下與水反應(yīng)生成Fe（OH）₃和O₂的化學(xué)方程式為4K₂FeO₄+10H₂O=8KOH+4Fe（OH）₃↓+3O₂↑，
故答案為：4K₂FeO₄+10H₂O=8KOH+4Fe（OH）₃↓+3O₂↑；
（5）用堿性的碘化鉀溶液溶解高鐵酸鉀樣品，調(diào)節(jié)pH為1，高鐵酸根與碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高鐵酸根離子全部被還原成鐵離子，碘離子被氧化成碘，根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系2FeO₄^2-～3I₂，再根據(jù)反應(yīng)2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，得關(guān)系式2FeO₄^2-～3I₂～6Na₂S₂O₃，所以高鐵酸鉀的質(zhì)量為$\frac{1}{3}$×1.0mol/L×0.015L×198g/mol=0.99g，則原高鐵酸鉀樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.99g}{3.96g}$×100%=25%，
故答案為：25%．

點評 本題考查實驗制備方案、氧化還原反應(yīng)滴定及計算、物質(zhì)的分離提純、對條件與操作的分析評價，是對學(xué)生綜合能力的考查，注意題目信息的遷移運(yùn)用，難度中等．