實(shí)驗(yàn)室以次氯酸鹽和鐵鹽為原料制備少量K2FeO4的操作步驟如下:
Ⅰ.制備NaClO強(qiáng)堿性飽和溶液:
①將20mL NaOH溶液加入儀器b中,冷水浴冷卻,通入Cl2,攪拌,直至溶液變?yōu)辄S綠色且有少量白色晶體析出為止(裝置如圖所示)。
②將所得飽和NaClO倒入燒杯并置于冷水浴中,分幾次加入20g NaOH固體并不斷攪拌,過(guò)濾,得NaClO強(qiáng)堿性飽和溶液。
(1)甲裝置中a管的作用是
平衡壓強(qiáng),使漏斗內(nèi)的液體能順利滴下
平衡壓強(qiáng),使漏斗內(nèi)的液體能順利滴下
。
(2)寫出甲裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
。
(3)石灰乳的作用是除去未反應(yīng)的Cl2,防止Cl2污染空氣
除去未反應(yīng)的Cl2,防止Cl2污染空氣
。
(4)反應(yīng)過(guò)程中用冷水浴冷卻的原因是有利于Cl2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉
有利于Cl2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉
。
Ⅱ.合成K2FeO4:
①稱取5.05g Fe(NO3)3?9H2O(相對(duì)分子質(zhì)量為404)固體,在冷水浴中分批加入Ⅰ中所得濾液,并不斷攪拌,反應(yīng)1小時(shí)后溶液呈深紫紅色(即Na2FeO4)。
②離心分離除去Na2FeO4水解得到的Fe(OH)3膠體,留上層清液(深紫紅色)。
③向②的上層清液中緩慢加入KOH飽和溶液50.00mL,冰水浴保持5min,過(guò)濾,得K2FeO4(相對(duì)分子質(zhì)量為198)粗產(chǎn)品。
④將粗產(chǎn)品重結(jié)晶,并用異丙醇洗滌,低溫烘干,得純產(chǎn)品2.13g。
(5)合成Na2FeO4的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
。
(6)過(guò)程③加入飽和KOH溶液即可得到K2FeO4粗產(chǎn)品,原因是K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,加入飽和KOH溶液可以增大K+的濃度,使Na2FeO4+2KOH?K2FeO4+2NaOH平衡向右移動(dòng),析出晶體
K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,加入飽和KOH溶液可以增大K+的濃度,使Na2FeO4+2KOH?K2FeO4+2NaOH平衡向右移動(dòng),析出晶體
。
(7)用異丙醇洗滌的目的是用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品可以減少K2FeO4的溶解損耗
用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品可以減少K2FeO4的溶解損耗
。
(8)K2FeO4的產(chǎn)率為86.1%
86.1%
。(保留至0.1%)。