Question

5．高鐵酸鉀廣泛應(yīng)用于凈水、電池工業(yè)等領(lǐng)域．工業(yè)上以鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品FeSO₄制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下：

查資料得知K₂FeO₄的一些性質(zhì)：
①在堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在中性和酸性條件下不穩(wěn)定．
②溶解度很大，難溶于無水乙醇等有機(jī)溶劑
③具強(qiáng)氧化性，能氧化有機(jī)烴、苯胺和80%以下乙醇溶液
回答下列問題：
（1）寫出氧化Ⅰ中，生成Fe³⁺的離子反應(yīng)方程式H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O
（2）氧化Ⅱ中，試劑A為NaClO（填“H₂O₂”或“HNO₃”或“NaClO”）；過濾操作中，得到的濾渣B中除NaCl還有Na₂SO₄
（3）操作I中包括冷卻結(jié)晶，過濾洗滌、干燥幾個步驟，洗滌干燥的目的是脫堿脫水，進(jìn)行洗滌操作時應(yīng)該用無水乙醇洗滌．
（4）凈水時高鐵酸鉀能逐漸與水反應(yīng)生成絮狀的Fe（OH）₃，請補(bǔ)充并配平該反應(yīng)方程式4K₂FeO₄+8H₂O═4Fe（OH）₃↓+8KOH+3O₂↑
（5）將一定量的K₂FeO₄投入一定濃度的FeCl₃溶液中，測得剩余K₂FeO₄濃度如圖所示，推測產(chǎn)生曲線Ⅰ和曲線Ⅱ差異的原因是FeCl₃溶液水解顯酸性，促進(jìn)K₂FeO₄與水反應(yīng)從而降K₂FeO₄濃度．

Answer 1

分析 以鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品FeSO₄制備高鐵酸鉀，由制備流程可知，I中亞鐵離子與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子，II中發(fā)生3NaClO+Fe₂（SO₄）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+3Na₂SO₄+5H₂O，過濾分離出NaCl、Na₂SO₄，再加KOH發(fā)生Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，操作I中包括冷卻結(jié)晶，過濾洗滌、干燥幾個步驟，洗滌選擇乙醇，防止高鐵酸鉀溶解而損失，以此來解答．

解答 解：（1）氧化Ⅰ中，生成Fe³⁺的離子反應(yīng)方程式為H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）II中發(fā)生3NaClO+Fe₂（SO₄）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+3Na₂SO₄+5H₂O，可知氧化Ⅱ中，試劑A為NaClO，過濾操作中，得到的濾渣B中除NaCl還有Na₂SO₄，
故答案為：NaClO； Na₂SO₄；
（3）由信息的溶解度可知，防止高鐵酸鉀溶解，進(jìn)行洗滌操作時應(yīng)該用無水乙醇洗滌，故答案為：無水乙醇；
（4）凈水時高鐵酸鉀能逐漸與水反應(yīng)生成絮狀的Fe（OH）₃，由電子、電荷守恒可知，4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）₃↓+8KOH+3O₂↑，
故答案為：4；10；4；8；3O₂↑；
（5）由圖可知，氯化鐵濃度越大，K₂FeO₄濃度越小，則產(chǎn)生曲線Ⅰ和曲線Ⅱ差異的原因是FeCl₃溶液水解顯酸性，促進(jìn)K₂FeO₄與水反應(yīng)從而降K₂FeO₄濃度，
故答案為：FeCl₃溶液水解顯酸性，促進(jìn)K₂FeO₄與水反應(yīng)從而降K₂FeO₄濃度．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離提純?yōu)榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意氧化還原反應(yīng)及水解的應(yīng)用，題目難度不大．