某小组同学在实验室制备高铁酸钾（K2FeO4），并探究制备的适宜条件。制备K2FeO4的实验装置如图（夹持装置略）。
资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液。
（1）装置A中产生Cl2的化学方程式是 2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O（锰被还原为Mn2+）。
（2）研究试剂a对K2FeO4产率的影响，对比实验如下。
| 实验编号 | 试剂a | 实验现象 |
| Ⅰ | FeCl3和少量KOH | 无明显现象 |
| Ⅱ | FeCl3和过量KOH | 得到紫色溶液，无紫色固体 |
| Ⅲ | Fe（NO3）3和过量KOH | 得到紫色溶液（颜色比Ⅱ深），有紫色固体 |
①实验Ⅱ、Ⅲ产生K2FeO4，将方程式补充完整。
还原反应：
Cl2+2e-=2Cl-
Cl2+2e-=2Cl-
。氧化反应：
1
1
Fe（OH）3+5
5
OH--3
3
e-=1
1
F
e
O
2
-
4
4H2O
4H2O
。②对实验Ⅰ未产生K2FeO4而实验Ⅱ能产生的原因提出假设：实验Ⅱ溶液碱性较强，增强+3价铁的还原性。以下实验证实了该假设。
步骤1：通入Cl2，电压表示数为V1；
步骤2：向右侧烧杯中加入
KOH固体
KOH固体
（填试剂），电压表示数为V2（V2＞V1）。③反思装置B的作用：用饱和NaCl溶液除去HCl,用平衡移动原理解释
氯气溶于水时存在如下平衡：ⅰ．Cl2（g）⇌Cl2（aq），ⅱ．Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，使用饱和NaCl溶液，增大c（Cl-），抑制反应ⅱ进行，减少Cl2的溶解
氯气溶于水时存在如下平衡：ⅰ．Cl2（g）⇌Cl2（aq），ⅱ．Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，使用饱和NaCl溶液，增大c（Cl-），抑制反应ⅱ进行，减少Cl2的溶解
。④实验Ⅱ中K2FeO4的产率比实验Ⅲ低，试解释原因：
II中c（Cl-）大，不利于2Fe（OH）3+3Cl2+10KOH⇌2K2FeO4+6KCl+8H2O正向进行（或根据反应：Cl2+2e-=2Cl-，II中c（Cl-）大，Cl2的氧化性减弱）
II中c（Cl-）大，不利于2Fe（OH）3+3Cl2+10KOH⇌2K2FeO4+6KCl+8H2O正向进行（或根据反应：Cl2+2e-=2Cl-，II中c（Cl-）大，Cl2的氧化性减弱）
。（3）向实验Ⅱ所得紫色溶液中继续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅。可能原因是通入Cl2后发生
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（填离子方程式）而使溶液碱性减弱，进而导致K2FeO4分解。【考点】制备实验方案的设计．
【答案】2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；Cl2+2e-=2Cl-；1；5；3；1；4H2O；KOH固体；氯气溶于水时存在如下平衡：ⅰ．Cl2（g）⇌Cl2（aq），ⅱ．Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，使用饱和NaCl溶液，增大c（Cl-），抑制反应ⅱ进行，减少Cl2的溶解；II中c（Cl-）大，不利于2Fe（OH）3+3Cl2+10KOH⇌2K2FeO4+6KCl+8H2O正向进行（或根据反应：Cl2+2e-=2Cl-，II中c（Cl-）大，Cl2的氧化性减弱）；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/5/17 8:0:8组卷：13引用：1难度：0.5
相似题
-
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
