高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．利用Fe（NO2）3、NaClO和KOH等

Question

高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．利用Fe（NO2）3、NaClO和KOH等为原料制备高铁酸钾的生产流程如下：已知：NaOH和NaClO的混合液是通过氯气和烧碱溶液反应制取的．（1）第①步所加人的混合液中仅含三种溶质，除NaOH和NaClO外，还含有______ （填化学式）（2）写出第①步中Na0H、NaC10与Fe（NQ3）3发生反应的离子方程式：______（3）Fe（NO2）3溶液的浓度对产品的产率有较大的影响，现要配制1000mL5mol．L-Fe（NO3）3溶液，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、______、______、______．第③步说明此温度下K2FeO4的溶解度______（填“＞”、“＜”或“=”）Na2FeO4的溶解度．（4）若第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH．实验结束后，将第②、③步所得滤液以及第④步所得洗涤液全部收集，恰好可得8L混合液，测得其中Na+浓度为2.5mol．L-，则理论上制得的纯K2FeO4的质量为______．（假定各步均恰好反应完全）

Answer 1

硝酸铁溶液中加入氢氧化钠和次氯酸钠反应得到氯化钠高铁酸钠的混合溶液，加入氢氧化钠蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤得到高铁酸钠固体，在固体中加入饱和氢氧化钾溶液过滤得到高铁酸钾粗产品，经过重结晶洗涤干燥得到较纯的K₂FeO₄；
（1）第①步所加人的混合液中仅含三种溶质，除NaOH和NaClO外，还应含有NaCl；
故答案为：NaCl；
（2）第①步中Na0H、NaC10与Fe（NQ₃）₃发生反应生成高铁酸盐和氯离子，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（3）依据溶液配制的步骤和过程分析判断需要的玻璃仪器，要配制1000mL5mol．L^-Fe（NO₃）₃溶液，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、1000ml容量瓶、胶头滴管、玻璃棒；第③步是Na₂FeO₄转化为K₂FeO₄，说明此温度下K₂FeO₄的溶解度小于Na₂FeO₄；
故答案为：1000ml容量瓶、胶头滴管、玻璃棒；＜；
（4）第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH物质的量为4mol，恰好可得8L混合液，测得其中Na⁺浓度为2.5mol．L^-1，钠元素物质的量=8L×2.5mol/L=20mol，依据氯元素守恒可知，第一步含有钠元素16mol，结合化学方程式中定量关系，每生成3molClO^-离子，同时生成3molNaCl，即每2molFe3+参加费用的NaClO为3mol，NaOH为10mol，同时有3molNaCl混在原氢氧化钠和次氯酸钠呵呵溶液中，原Fe（NO₃）₃为2mol；则K₂FeO₄为2mol，质量=2mol×198g/mol=396g；
故答案为：396g；