實驗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↑+8H2O2KMnO4+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,過濾，得K2FeO4（相對分子質(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-+5H2O2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。
（6）過程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，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，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%）。
【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】平衡壓強(qiáng)，使漏斗內(nèi)的液體能順利滴下；2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；除去未反應(yīng)的Cl2，防止Cl2污染空氣；有利于Cl2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉；2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；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，析出晶體；用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品可以減少K2FeO4的溶解損耗；86.1%
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：197引用：2難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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