高铁酸钾（K2FeO4）是优良的水处理剂，呈紫色，可溶于水，难溶于乙醇；在0～5℃、强碱性溶液中比较稳定，在酸性、中性溶液中易产生O2。某实验小组以Cl2、FeCl3溶液和KOH溶液为原料制备K2FeO4并测定产品纯度。
（1）取一定量FeCl3溶液和过量KOH溶液加入到图示装置的三颈烧瓶中，并控制瓶内温度维持在0～5℃。边加热圆底烧瓶边滴加浓盐酸（图中加热装置省略未画），直至三颈烧瓶内呈现紫黑色，过滤，用95%乙醇洗涤晶体，干燥制得高铁酸钾产品。
①写出三颈烧瓶中制备K2FeO4的化学反应方程式：3Cl2+2FeCl3+16KOH=2K2FeO4+12KCl+8H2O3Cl2+2FeCl3+16KOH=2K2FeO4+12KCl+8H2O。
②洗涤高铁酸钾晶体的实验操作是 在0～5℃用乙醇洗涤2～3次在0～5℃用乙醇洗涤2～3次。
③装置图中装置X的作用是 吸收HCl吸收HCl。
（2）上述实验所需的FeCl3溶液，可以用铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO杂质）为原料制取。请补充完整相应的实验方案：边搅拌边向铝土矿中加入1.0mol•L-1NaOH，充分反应后过滤，滤渣为Fe2O3和MgO，加入1.0mol•L-1HCl溶解后，加入碱调节pH范围3.2≤pH＜9，使铁离子全部沉淀，过滤后，向滤渣中加入适量盐酸得到所需的FeCl3溶液充分反应后过滤，滤渣为Fe2O3和MgO，加入1.0mol•L-1HCl溶解后，加入碱调节pH范围3.2≤pH＜9，使铁离子全部沉淀，过滤后，向滤渣中加入适量盐酸得到所需的FeCl3溶液。
已知：①该实验中Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为3.6、3.2，Mg2+开始沉淀的pH为9；②实验中可选用的试剂：1.0mol•L-1HCl、1.0mol•L-1NaOH。
（3）测定K2FeO4的纯度：
①准确称取1.00g晶体，配成250mL溶液。
②准确量取25.00mLK2FeO4溶液放入锥形瓶，加入足量CrCl3和NaOH溶液，振荡，再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O72-。
③滴入2滴二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.0500mol/L（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点（反应方程式为：Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O，未配平），平行测定三次，平均消耗（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液30.00mL。
计算样品中K2FeO4的质量分数（写出计算过程） 99.00%99.00%。
【考点】制备实验方案的设计；化学方程式的有关计算．
【答案】3Cl2+2FeCl3+16KOH=2K2FeO4+12KCl+8H2O；在0～5℃用乙醇洗涤2～3次；吸收HCl；充分反应后过滤，滤渣为Fe2O3和MgO，加入1.0mol•L-1HCl溶解后，加入碱调节pH范围3.2≤pH＜9，使铁离子全部沉淀，过滤后，向滤渣中加入适量盐酸得到所需的FeCl3溶液；99.00%
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：16引用：1难度：0.5
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
