實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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
2MnO4-+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O
2MnO4-+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O
(錳被還原為Mn2+)。
②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。
③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有 Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O
Cl2+2KOH═KCl+KClO+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(yàn)氣體中含有Cl2,為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計(jì)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1中溶液變紅可知a中含有
Fe3+
Fe3+
離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定K
2FeO
4將Cl
-氧化,還可能有
4K2FeO4+10H2SO4═2Fe2(SO4)3+4K2SO4+3O2↑+10H2O
4K2FeO4+10H2SO4═2Fe2(SO4)3+4K2SO4+3O2↑+10H2O
產(chǎn)生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可證明K
2FeO
4氧化了Cl
-.用KOH溶液洗滌的目的是
使K2FeO4穩(wěn)定溶出,并把K2FeO4表面吸附的ClO-除盡,防止ClO-與Cl-在酸性條件下反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,避免ClO-干擾實(shí)驗(yàn)
使K2FeO4穩(wěn)定溶出,并把K2FeO4表面吸附的ClO-除盡,防止ClO-與Cl-在酸性條件下反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,避免ClO-干擾實(shí)驗(yàn)
。
②根據(jù)K
2FeO
4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl
2>
>
FeO
42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明,Cl
2和FeO
42-的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是
溶液酸堿性會(huì)影響粒子氧化性的強(qiáng)弱
溶液酸堿性會(huì)影響粒子氧化性的強(qiáng)弱
。
③資料表明,酸性溶液中的氧化性FeO
42->MnO
4-,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:將溶液b滴入MnSO
4和足量H
2SO
4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO
42->MnO
4-,若能,請(qǐng)說明理由;若不能,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,理由或方案:
能說明,理由:FeO42-在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色是MnO4-的顏色,不能說明,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀硫酸,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色
能說明,理由:FeO42-在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色是MnO4-的顏色,不能說明,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀硫酸,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色
。