Question

15．實驗室用圖所示裝置制備KClO溶液，并通過KClO溶液與Fe（NO₃）₃溶液的反應制備高效水處理劑K₂FeO₄．已知K₂FeO₄具有下列性質①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，②在0℃-5℃、強堿性溶液中比較穩(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，能與水反應生成Fe（OH）₃和O₂．

（1）裝置A中KMnO₄與鹽酸反應生成MnCl₂和Cl₂，其離子方程式為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，將制備的Cl₂通過裝置B可除去HCl（填化學式）．
（2）Cl₂和KOH在較高溫度下反應生成KClO₃，在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，控制反應在0℃～5℃進行，實驗中可采取的措施是緩慢滴加鹽酸、裝置C用冰水浴中．
（3）制備K₂FeO₄時，KClO飽和溶液與Fe（NO₃）₃飽和溶液的混合方式為在攪拌下，將Fe（NO₃）₃飽和溶液緩慢滴加到KClO 飽和溶液中．
（4）提純K₂FeO₄粗產品[含有Fe（OH）₃、KCl等雜質]的實驗方案為：將一定量的K₂FeO₄粗產品溶于冷的3mol•L^-1KOH溶液中，用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和的KOH溶液，再用砂芯漏斗過濾，晶體用乙醇洗滌2-3次后，在真空干燥箱中干燥（實驗中須使用的試劑有：飽和KOH溶液，乙醇；除常用儀器外須使用的儀器有：砂芯漏斗，真空干燥箱）．

Answer 1

分析 （1）KMnO₄具有強氧化性，將鹽酸中氯離子氧化為Cl₂，反應還有水生成，KMnO₄、HCl、MnCl₂改寫成離子形式，Cl₂、H₂O為分子式形式，配平書寫離子方程式；
由于鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有HCl，應飽和食鹽水吸收HCl除去；
（2）Cl₂和KOH在較高溫度下反應生成KClO₃，制取KClO溫度反應在0℃～5℃，裝置C應放在冰水浴中，充分利用原料，應降低通入氯氣的速率；
（3）K₂FeO₄在Fe³⁺和Fe（OH）₃催化作用下發(fā)生分解，應把Fe（NO₃）₃飽和溶液滴加到KClO溶液中；
（4）用砂芯漏斗過濾，除去氫氧化鐵，由于K₂FeO₄可溶于水、微溶于濃KOH溶液，將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和的KOH溶液，析出K₂FeO₄晶體，再進行過濾，用乙醇洗滌，減少因溶解導致晶體損失，最后在真空干燥箱中干燥．

解答 解：（1）KMnO₄具有強氧化性，將鹽酸中氯離子氧化為Cl₂，反應還有水生成，KMnO₄、HCl、MnCl₂改寫成離子形式，Cl₂、H₂O為分子式形式，離子方程式為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
由于鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有HCl，應飽和食鹽水吸收HCl除去，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；HCl；
（2）Cl₂和KOH在較高溫度下反應生成KClO₃，制取KClO溫度反應在0℃～5℃，裝置C應放在冰水浴中，充分利用原料，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；
（3）K₂FeO₄在Fe³⁺和Fe（OH）₃催化作用下發(fā)生分解，應把Fe（NO₃）₃飽和溶液滴加到KClO溶液中，具體操作為：在攪拌下，將Fe（NO₃）₃飽和溶液緩慢滴加到KClO 飽和溶液中，
故答案為：在攪拌下，將Fe（NO₃）₃飽和溶液緩慢滴加到KClO 飽和溶液中；
（4）提純K₂FeO₄粗產品[含有Fe（OH）₃、KCl等雜質]的實驗方案為：將一定量的K₂FeO₄粗產品溶于冷的3mol•L^-1KOH溶液中，用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和的KOH溶液，再用砂芯漏斗過濾，晶體用乙醇洗滌2-3次后，在真空干燥箱中干燥，
故答案為：用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和--的KOH溶液，再用砂芯漏斗過濾，晶體用乙醇洗滌2-3次后，在真空干燥箱中干燥．

點評 本題考查實驗制備方案、氧化還原反應、物質的分離提純、對條件與操作的分析評價、閱讀獲取信息能力，是對學生綜合能力的考查，注意題目信息的遷移運用，難度中等．