【題目】高鐵酸鉀K2FeO4種極強(qiáng)的氧化劑,常應(yīng)用于飲用水處理,其工業(yè)制備方法如圖所示:

1高鐵酸鉀中鐵元素的化合價(jià)是__________價(jià)。

2反應(yīng)I的目的是________________________________

3反應(yīng)II的離子方程式為________________________________。

4洗滌粗品時(shí)選用乙醇而不用水的理由是________________________________。

5己知生成高鐵酸鉀的反應(yīng)為Na2FeO4+2KOHK2FeO4↓+2NaOH請(qǐng)你解釋加入飽和KOH溶液能生成高鐵酸鉀的理由是_________________________。

6為了提高生活用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),自來(lái)水廠常使用高鐵酸鉀K2FeO4進(jìn)行消毒、凈化以及改善水質(zhì),其消毒原理是______________________。

7可用亞鉻酸鹽滴定法測(cè)定高鐵酸鉀含量,滴定時(shí)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:

①FeO42-+CrO2-+2H2O==CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-

②2CrO42-+2H+=CrO72-+H2O

③CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

現(xiàn)稱取2.084g高鐵酸鉀樣品溶于適量NaOH溶液中,加入稍過(guò)量的NaCrO2,充分反應(yīng)后過(guò)濾,濾液在250mL容量瓶中定容。每次取25.00mL加入稀硫酸酸化,用0.1000mol·L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,三次滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為20.00mL。則上述樣品中K2FeO4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。

【答案】 +6 生成氧化劑NaClO 2Fe3++3ClO-+l0OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O 減少高鐵酸鉀的損失 K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度,增大K+濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),促進(jìn)K2FeO4晶體析出 高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒,在水中被還原生成FeOH3膠體、有吸附性起凈水作用 63.3%63.064.0%

【解析】反應(yīng)Ⅰ為:2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,由濕法制備信息,可知反應(yīng)Ⅱ3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,調(diào)節(jié)溶液pH,使溶液Fe3+、FeO42-轉(zhuǎn)化為沉淀,加入KOH溶液溶解,過(guò)濾除去氫氧化鐵,再加入飽和KOH溶液可以增大K+濃度,促進(jìn)K2FeO4晶體析出。

(1)高鐵酸鉀K2FeO4K的化合價(jià)為+1價(jià),O的化合價(jià)為-2價(jià),根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,鐵元素的化合價(jià)為+6價(jià),故答案為:+6;

(2)反應(yīng)I是氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉與水,反應(yīng)方程式為2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O,目的是生成氧化劑NaClO,故答案為:生成氧化劑NaClO;

(3)由濕法制備信息,可知堿性條件下,ClO-Fe3+反應(yīng)得到FeO42-,ClO-被還原為Cl-,離子方程式為3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O,故答案為:3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O;

(4)高鐵酸鉀K2FeO4易溶于水,難溶于水有機(jī)溶劑,因此洗滌粗品時(shí)選用乙醇而不用水可以減少高鐵酸鉀的損失,故答案為:減少高鐵酸鉀的損失;

(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度,增大K+濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),促進(jìn)K2FeO4晶體析出,因此加入飽和KOH溶液能生成高鐵酸鉀,故答案為:K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度,增大K+濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),促進(jìn)K2FeO4晶體析出;

(6)高鐵酸鉀具有很強(qiáng)的氧化性,能殺菌消毒,在水中被還原生成Fe(OH)3膠體,有吸附性,可以吸附水中的吸附物質(zhì),自來(lái)水廠常使用高鐵酸鉀(K2FeO4)進(jìn)行消毒、凈化以及改善水質(zhì),故答案為:高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒,在水中被還原生成Fe(OH)3膠體、有吸附性起凈水作用;

(7)根據(jù)反應(yīng)①②③,可得關(guān)系2FeO42-2CrO42-Cr2O72-6Fe2+,FeSO4的物質(zhì)的量為0.1000molL-1×20.00×10-3L=2.000×10-3mol,所以K2FeO4的物質(zhì)的量為×2.000×10-3mol,進(jìn)而求得其質(zhì)量為×2.000×10-3×198g=0.132g,所以樣品中K2FeO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=63.3%,故答案為:63.3%。

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(2)在流程圖反應(yīng)器中發(fā)生的主要反應(yīng)的方程式為_______________。

(3)流程中加入碳酸鈉溶液主要目的是除去__________;

(4)相同溫度下溶解度:Na4[Fe(CN)6]____K4[Fe(CN)6](選填>、<、=)。

(5)我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定食鹽中黃血鹽最大使用量為10 mg/kg,黃血鹽可與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng):K4[Fe(CN)6]+KMnO4+H2SO4—KHSO4+Fe2(SO4)3+MnSO4+HNO3+CO2+H2O(未配平),若有1molK4[Fe(CN)6]被氧化,則消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為____

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(2)隔著石棉網(wǎng)給反應(yīng)混合物加熱約10 min,皂化反應(yīng)基本完成,所得到的混合物為________(懸濁液”、“乳濁液”、“溶液膠體”)。

(3)向所得混合物中加入________,靜置一段時(shí)間后,液體分為上下兩層,肥皂在________層,這個(gè)操作稱為________。

(4)圖中長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管的作用為________________________

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