2018年北京高考化学实验探究题讲解-制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质2023届高三化学专项复习

2018年北京高考化学试题——28题探究实验讲解

———制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。实验目的资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。酸性环境：FeO42—=Fe3++O2↑4FeO42—=4Fe3++3O2↑4FeO42—+20H+

=4Fe3++3O2↑4FeO42—+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O中性环境FeO42—

=Fe(OH)3（胶体)+O2↑4FeO42—

=4Fe(OH)3（胶体）+3O2↑4FeO42—

=4Fe(OH)3（胶体）+3O2↑+8OH—4FeO42—+10H2O=4Fe(OH)3（胶体)+3O2↑+8OH—关联：K2FeO4是一种优良的水处理剂，不但可以对自来水杀菌消毒，还可以产生Fe(OH)3（胶体）净化水。实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。（1）制备K2FeO4（夹持装置略）

制气体

净化

尾气处理

制备K2FeO4资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。①A为氯气发生装置。A中反应方程式是_

（锰被还原为Mn2+）。②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂.2KMnO4+16HCl

=MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2OCl2+H2OH++Cl-+HClO2007北京收集NH32015北京用碱液吸收CO2，

最后再释放出来Cl2(HCl)③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH==2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有________________。2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O（副反应）C中的主要物质有KOH、Fe(OH)3Cl2（2）探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。思考：方案I为什么不能证明Cl2就是K2FeO4氧化Cl—产生的呢？FeO42—

、ClO—OH—

、K+

、Cl—H2SO4ClO—+Cl—+2H+=Cl2↑+H2O2FeO42—

+6Cl—+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O4FeO42—+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2OⅠ．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子，但该离子的产生不能判断

一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由________产生（用方程式表示）。实验证据：有Cl2、Fe3+Fe3+教学启示：要注意证据的唯一性，证据的可靠性，尤其注意多因一果的问题。（2）探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。思考：为什么方案II能证明Cl2就是K2FeO4氧化Cl—呢？FeO42—

、K+

、OH—HCl2FeO42—

+6Cl—+16H+=2Fe3+

+3Cl2↑+8H2OⅡ．方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是_______。除去ClO—排除干扰实验证据②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2

FeO42—（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42—的氧化性强弱关系相反，原因是

。2Fe(OH)3+3Cl2+10OH—=2FeO42—+6Cl—+8H2O方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。2FeO42—+6Cl—+16H+

=2Fe3++3Cl2↑+8H2O＞溶液的酸碱性不同还原反应：FeO42—+3e—+8H+=Fe3++4H2O思考：为啥溶液酸碱性不同会影响FeO42—的氧化性呢？③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO42—＞MnO4—，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性：FeO42—＞MnO4—。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案：_____。5FeO42—+3Mn2++16H+=3MnO4—+5Fe3++8H2O证据方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。溶液b:FeO42—

OH—K+Cl—MnSO4、(足量）H2SO4能证明。理由

：FeO42—在过量的H2SO4作用下转化成Fe3+和O2，溶液的紫色为生成的MnO4—。不能

：向紫色溶液中加入过量的H2SO4，观察溶液的紫色是否褪去，如果不能褪去，则不能证明氧化性：FeO42—＞MnO4—总结提升：1、FeO42—在碱性条件下相对稳定，而在中性或酸性条件性非常活泼，因此在制备K2FeO4或完成K2FeO4性质实验时，要关注溶液的酸碱性环境的不同。2、在探究FeO42—的性质时，一定要关注体系中微粒的组成，关注微粒的相互影响（微粒观），提升综合分析问题的能力。3、探究实验要注意对比、排除干扰（干扰：性质相似才具有干扰性；干扰的产生：体系的也就是反应物，生成物、环境）、控制变量等。4、注意体会试题的逻辑性本题（2）方案I：针对C中溶液加稀硫酸产生了氯气的探究过程。（1）产物中有Fe3+就能说明FeO42—氧化Cl—了吗？

4FeO42—+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O

2FeO42—

+6Cl—+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O（2）FeO42—能氧化Cl—，就能说明FeO42—确实氧化Cl—了吗?注意体系中还有氧化性微粒，ClO—也能氧化Cl—产生氯气。

ClO—+Cl—+2H+=Cl2↑+H2O2FeO42—

+6Cl—+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O（3）产物中有Fe3+，FeO42—又具备能氧化Cl—的能力，就能确定FeO42—将Cl—