Question

【題目】實驗室用圖示裝置制備KClO溶液，再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應制備高效凈水劑K2FeO4。

<查閱資料>Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3；

K2FeO4易溶于水，微溶于濃KOH溶液，在0℃～5℃的強堿性溶液中較穩定。

（1）裝置C中三頸瓶置于冰水浴中的目的是_____________。

（2）裝置B吸收的氣體是___________，裝置D的作用是__________________________。

（3）C中得到足量KClO后，將三頸燒瓶上的導管取下，依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反應溫度為25℃，攪拌1.5 h，溶液變為紫紅色(含K2FeO4)，該反應的離子方程式為______________。再加入飽和KOH溶液，析出紫黑色晶體，過濾，得到K2FeO4粗產品。

（4）K2FeO4粗產品含有Fe(OH)3、KCl等雜質，其提純步驟為：

①將一定量的K2FeO4粗產品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中。

②過濾。

③____________________________________。

④攪拌、靜置、過濾，用乙醇洗滌2～3次。

⑤在真空干燥箱中干燥。

Answer 1

【答案】 防止Cl2與KOH反應生成KClO3 HCl 吸收Cl2，防止污染空氣 3ClO-＋2Fe3+＋10OH-==2FeO42－＋3Cl-＋5H2O 將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液

【解析】根據實驗裝置圖可知，A裝置中用二氧化錳與濃鹽酸加熱制得氯氣，氯氣中有揮發出的來的氯化氫，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制得次氯酸鉀，為防止在較高溫度下生成KClO3，C裝置中用冰水浴，反應的尾氣氯氣用D裝置中氫氧化鈉吸收。

(1)根據裝置圖可知Cl2與KOH溶液在20℃以下反應生成KClO，在較高溫度下則生成KClO3，所以冰水浴的目的是防止Cl2與KOH反應生成KClO3，故答案為：防止Cl2與KOH反應生成KClO3；

(2)氯氣中有氯化氫需要除去，氯氣有毒，需要進行尾氣吸收，所以裝置B吸收的氣體是HCl，裝置D的作用是吸收Cl2，防止污染空氣，故答案為：HCl；吸收Cl2，防止污染空氣；

(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，發生氧化還原反應生成K2FeO4、KCl和水等，反應的離子方程式為3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；

(4)K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液，所以提純K2FeO4粗產品時可以①將一定量的K2FeO4粗產品溶于冷的3mol/LKOH溶液中，②過濾，③將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液，④攪拌、靜置、過濾，用乙醇洗滌2～3次，⑤在真空干燥箱中干燥，故答案為：將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液。