Question

【題目】高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。實(shí)驗(yàn)室用氯化鈉、廢鐵屑、稀硫酸、氫氧化鉀溶液等為原料，通過以下過程制備高鐵酸鉀（K2FeO4):

(l) Na2O2的電子式為__________。

(2）操作I的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、隔絕空氣減壓干燥.其中隔絕空氣減壓干燥的目的是_______。

(3）氣體X為____，寫出FeSO4與Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

(4）最終在溶液中可得到K2FeO4 晶體的原理是_________。

(5）已知K2FeO4在水溶液中可以發(fā)生：4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH-+3O2↑,，則K2FeO4 可以在水處理中的作用是__________。

(6）稱取提純后的K2FeO4樣品0.2100g于燒杯中，加入強(qiáng)堿性亞鉻酸鹽溶液，反應(yīng)后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液呈強(qiáng)酸性，配成250mL 溶液，取出25.00 mL放入錐形瓶，用0.0l000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。涉及的主要反應(yīng)為:Cr(OH)4-+FeO42-=Fe(OH)3+CrO42-+OH-

Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

則該K2FeO4樣品的純度為______________.

Answer 1

【答案】 將FeSO4·7H2O轉(zhuǎn)變成不含結(jié)晶水的FeSO4，同時(shí)防止亞鐵離子被氧化 O2 FeSO4+4Na2O2=Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑［答案不唯一, FeSO4+(2+2n)Na2O2=Na2FeO4+2nNa2O+Na2SO4+nO2↑ (n為正整數(shù))］ 0℃時(shí)K2FeO4的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH和Na2SO4的溶解度小 殺菌消毒、凈水 94.3%

【解析】 (l) Na2O2屬于離子化合物，電子式為，故答案為：；

(2)操作I的目的是從硫酸亞鐵溶液中獲得硫酸亞鐵固體，步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、隔絕空氣減壓干燥。其中隔絕空氣減壓干燥可以將FeSO4·7H2O轉(zhuǎn)變成不含結(jié)晶水的FeSO4，同時(shí)防止亞鐵離子被氧化，故答案為：將FeSO4·7H2O轉(zhuǎn)變成不含結(jié)晶水的FeSO4，同時(shí)防止亞鐵離子被氧化；

(3)過氧化鈉與硫酸亞鐵反應(yīng)時(shí)，過氧化鈉能夠與水反應(yīng)生成氧氣，根據(jù)流程圖， FeSO4與Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeSO4+4Na2O2=Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑，故答案為：O2；FeSO4+4Na2O2=Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑；

(4)根據(jù)流程圖，0℃時(shí)K2FeO4的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH和Na2SO4的溶解度小，可以從溶液中通過冷卻結(jié)晶獲得K2FeO4 晶體，故答案為：0℃時(shí)K2FeO4的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH和Na2SO4的溶解度小；

(5)根據(jù)反應(yīng)4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH-+3O2↑,，K2FeO4 具有氧化性，能夠殺菌消毒，生成的Fe(OH)3(膠體)具有吸附性，可以除去水中的懸浮物，故答案為：殺菌消毒、凈水；

(6)根據(jù)反應(yīng)Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═ 6Fe3++2Cr3++ 7H2O，可得關(guān)系式2FeO42-～Cr2O72-～6Fe2+，根據(jù)題意可知，(NH4)2Fe(SO4)2的物質(zhì)的量為0.03L×0.01000mol/L=0.0003mol，所以高鐵酸鉀的質(zhì)量為0.0003mol××198g/mol×=0.198g，所以K2FeO4樣品的純度為 ×100%=94.3%，故答案為：94.3%。