Question

【題目】實驗小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)。

資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。

（1）制備K2FeO4（夾持裝置略）

①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是________________（錳被還原為Mn2+）。

②C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有（請配平）

_____Cl2+ Fe(OH)3+ KOH K2FeO4+ KCl+ H2O

（2）探究K2FeO4的性質(zhì)

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計以下方案：

方案Ⅰ	取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。
方案Ⅱ	用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。

i．由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有 Fe3+ 離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由________________產(chǎn)生（用方程式表示）。

ii．方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－

②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2________FeO42-（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ?qū)嶒灡砻鳎珻l2和FeO42-的氧化性強弱關(guān)系相反，原因是________________。

Answer 1

【答案】2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O 3，2，10，2，6，8 4 FeO42-+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O > 溶液酸堿性不同

【解析】

裝置A中KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2；由于Cl2中混有HCl（g）和H2O（g），HCl（g）會消耗Fe（OH）3和KOH，裝置B中應(yīng)盛放飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl（g）；C裝置中Cl2與KOH、Fe（OH）3反應(yīng)制備K2FeO4，在此裝置中Cl2還可以直接與KOH反應(yīng)生成KCl、KClO和H2O；D裝置中NaOH溶液用于吸收多余Cl2，防止污染大氣。

（1）①根據(jù)題意，KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O，反應(yīng)中Mn元素的化合價由+7價降至+2價，Cl元素的化合價由-1價升至0價，根據(jù)電子守恒和原子守恒配平，A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，故答案為：2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；

②C中Cl2與KOH、Fe（OH）3反應(yīng)制備K2FeO4，反應(yīng)中Cl2做氧化劑被還原為KCl，F(xiàn)e(OH)3做還原劑被氧化K2FeO4，根據(jù)電子守恒和原子守恒配平，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+2Fe(OH)3+ 10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，故答案為：3，2，10，2，6，8；

（2）①根據(jù)上述制備反應(yīng)，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等。

i.溶液a中滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色，說明溶液a中含有Fe3+，F(xiàn)e3+的產(chǎn)生不能判斷FeO42-與Cl-一定發(fā)生了反應(yīng)，根據(jù)資料“K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2”，自身被還原成Fe3+，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應(yīng)為4FeO42-+20H+=

3O2↑+4Fe3++10H2O，故答案為：4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O；

②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應(yīng)中Cl元素的化合價由0價降至-1價，Cl2是氧化劑，F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價，F(xiàn)e（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產(chǎn)物，根據(jù)同一反應(yīng)中氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，得出氧化性Cl2>FeO42-；根據(jù)方案II，方案II的反應(yīng)為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，由方案II得出氧化性FeO42->Cl2，實驗表明，Cl2和FeO42-氧化性強弱關(guān)系相反；對比兩個反應(yīng)的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強弱，故答案為：>；溶液酸堿性不同。