问题标题:
【高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色高效水处理剂.某学习小组用图所示装置(夹持仪器已略去)制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备K2FeO4.查阅资料知K2FeO4的部分性质如下:】
问题描述:
高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色高效水处理剂.某学习小组用图所示装置(夹持仪器已略去)制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备K2FeO4.
查阅资料知K2FeO4的部分性质如下:
①溶于水、微溶于浓KOH溶液
②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定
③Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解
④酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2.
请回答下列问题:
(1)仪器C和D中都盛有KOH溶液,其中C中KOH溶液的作用是___.
(2)Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3.为保证反应生成KClO,需要将反应温度控制在0~5℃下进行,在不改变KOH溶液浓度的前提下,实验中可以采取的措施是___.
(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,写出该反应的化学方程式___.
(4)制得的粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质.
提纯方案:
将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol/L KOH溶液中,用砂芯漏斗(硬质高硼玻璃)过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥.
第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是(填化学式)___、___,过滤时不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是(用离子方程式说明)___.
谭定忠回答:
(1)装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钾,作氧化剂;
故答案为:与氯气反应制得次氯酸钾,作氧化剂;
(2)Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3,制取KClO温度反应在0℃~5℃,装置C应放在冰水浴中,缓慢滴加盐酸,减慢生成氯气的速率,
故答案为:缓慢滴加盐酸、装置C用冰水浴中;
(3)将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,则在KOH溶液中,Fe(NO3)3与KClO应生成K2FeO4、KCl和KNO3,反应的方程式为:2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O;
故答案为:2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O;
(4)因为Fe(OH)3不溶于水,所以第一次用砂芯漏斗过滤,除去Fe(OH)3,则得到的固体为Fe(OH)3,由于K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和的KOH溶液,析出K2FeO4晶体,再进行过滤,则第二次用砂芯漏斗过滤,得到K2FeO4晶体;普通漏斗成分为SiO2,易与氢氧化钾反应,离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,
故答案为:Fe(OH)3;K2FeO4;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O.
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