高鐵酸鉀（K2FeO4）是優(yōu)良的水處理劑，呈紫色，可溶于水，難溶于乙醇；在0～5℃、強堿性溶液中比較穩(wěn)定，在酸性、中性溶液中易產生O2。某實驗小組以Cl2、FeCl3溶液和KOH溶液為原料制備K2FeO4并測定產品純度。
（1）取一定量FeCl3溶液和過量KOH溶液加入到圖示裝置的三頸燒瓶中，并控制瓶內溫度維持在0～5℃。邊加熱圓底燒瓶邊滴加濃鹽酸（圖中加熱裝置省略未畫），直至三頸燒瓶內呈現(xiàn)紫黑色，過濾，用95%乙醇洗滌晶體，干燥制得高鐵酸鉀產品。
①寫出三頸燒瓶中制備K2FeO4的化學反應方程式：3Cl2+2FeCl3+16KOH=2K2FeO4+12KCl+8H2O3Cl2+2FeCl3+16KOH=2K2FeO4+12KCl+8H2O。
②洗滌高鐵酸鉀晶體的實驗操作是 在0～5℃用乙醇洗滌2～3次在0～5℃用乙醇洗滌2～3次。
③裝置圖中裝置X的作用是 吸收HCl吸收HCl。
（2）上述實驗所需的FeCl3溶液，可以用鋁土礦（主要成分為Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO雜質）為原料制取。請補充完整相應的實驗方案：邊攪拌邊向鋁土礦中加入1.0mol?L-1NaOH，充分反應后過濾，濾渣為Fe2O3和MgO，加入1.0mol?L-1HCl溶解后，加入堿調節(jié)pH范圍3.2≤pH＜9，使鐵離子全部沉淀，過濾后，向濾渣中加入適量鹽酸得到所需的FeCl3溶液充分反應后過濾，濾渣為Fe2O3和MgO，加入1.0mol?L-1HCl溶解后，加入堿調節(jié)pH范圍3.2≤pH＜9，使鐵離子全部沉淀，過濾后，向濾渣中加入適量鹽酸得到所需的FeCl3溶液。
已知：①該實驗中Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分別為3.6、3.2，Mg2+開始沉淀的pH為9；②實驗中可選用的試劑：1.0mol?L-1HCl、1.0mol?L-1NaOH。
（3）測定K2FeO4的純度：
①準確稱取1.00g晶體，配成250mL溶液。
②準確量取25.00mLK2FeO4溶液放入錐形瓶，加入足量CrCl3和NaOH溶液，振蕩，再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O72-。
③滴入2滴二苯胺磺酸鈉作指示劑，用0.0500mol/L（NH4）2Fe（SO4）2標準溶液滴定至終點（反應方程式為：Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O，未配平），平行測定三次，平均消耗（NH4）2Fe（SO4）2標準溶液30.00mL。
計算樣品中K2FeO4的質量分數（寫出計算過程） 99.00%99.00%。
【考點】制備實驗方案的設計；化學方程式的有關計算．
【答案】3Cl2+2FeCl3+16KOH=2K2FeO4+12KCl+8H2O；在0～5℃用乙醇洗滌2～3次；吸收HCl；充分反應后過濾，濾渣為Fe2O3和MgO，加入1.0mol?L-1HCl溶解后，加入堿調節(jié)pH范圍3.2≤pH＜9，使鐵離子全部沉淀，過濾后，向濾渣中加入適量鹽酸得到所需的FeCl3溶液；99.00%
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：16引用：1難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．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）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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+已經除盡的試劑是；當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+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(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量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．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硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．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）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(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量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．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硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．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）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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