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高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色、高效的水处理剂,对病毒的去除率可达99.95%。已知K2FeO4在低于常温的碱性环境中稳定,酸性条件下,其氧化性强于KMnO4、Cl2等。某小组设计制备K2Fe...
题目内容:
高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色、高效的水处理剂,对病毒的去除率可达99.95%。已知K2FeO4在低于常温的碱性环境中稳定,酸性条件下,其氧化性强于KMnO4、Cl2等。某小组设计制备K2FeO4并测定其纯度的实验步骤如下:
I.制备次氯酸钾。在搅拌和冰水浴条件下,将Cl2通入浓KOH溶液,同时补加一定量KOH,产生了大量白色沉淀,抽滤后得到浓KClO滤液。
II.制备高铁酸钾(装置如图)
碱性条件下,向如图装置加入上述浓KClO 溶液与冰水浴磁子搅拌Fe(NO3)3;饱和溶液,反应一段时间,得到紫黑色溶液和大量白色沉淀,抽滤分离,用冰盐浴进一步冷却滤液得到K2FeO4粗品。
III.测定高铁酸钾样品的纯度。取0.300g上述步骤制备的K2FeO4样品于锥形瓶,在强碱性溶液中,用过量CrO2-与FeO42-反应生成 CrO42-和Fe(OH)3。稀硫酸酸化后加入指示剂,以0.150mol/L(NH)2Fe(SO4)2标准溶液滴定 Cr(VI)至 Cr3+,终点消耗 20.0mL。
(1)步骤I制备次氯酸钾的化学方程式为_____;“补加一定量KOH”的目的除了与过量Cl2继续反应生成更多KClO外,还在步骤II中起到___________的作用。
(2)根据 K2FeO4理论合成产率与合成条件响应曲面投影图(见图,虚线上的数据表示K2FeO4的理论合成产率),步骤II中控制的条件应是:温度______ (序号,下同),反应时间_____________。
a.0.0~5.0℃ b.5.0~10℃ c.10~15℃ d.40~50 min e.50~60 min f.60~70 min
(3)步骤II中,为了避免副产物K3FeO4的产生,Fe(NO3)3饱和溶液应放在仪器A中,A的名称是________;写出实验刚开始时生成FeO42-的离子方程式________。
(4)根据步骤皿I的测定数据,计算高铁酸钾样品纯度为_____(保留3位有效数字)。
(5)为探究酸性条件下FeO42-氧化性强弱,甲同学取步骤II所得K2FeO4粗品加入到少量盐酸中,观察到产生黄绿色气体,经检验气体为Cl2。该现象能否证明“酸性条件下FeO42-氧化性强于Cl2”,并说明理由_______________________________。
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