2018年北京高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題講解-制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)2023屆高三化學(xué)專項(xiàng)復(fù)習(xí)

2018年北京高考化學(xué)試題——28題探究實(shí)驗(yàn)講解

———制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康馁Y料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。酸性環(huán)境：FeO42—=Fe3++O2↑4FeO42—=4Fe3++3O2↑4FeO42—+20H+

=4Fe3++3O2↑4FeO42—+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O中性環(huán)境FeO42—

=Fe(OH)3（膠體)+O2↑4FeO42—

=4Fe(OH)3（膠體）+3O2↑4FeO42—

=4Fe(OH)3（膠體）+3O2↑+8OH—4FeO42—+10H2O=4Fe(OH)3（膠體)+3O2↑+8OH—關(guān)聯(lián)：K2FeO4是一種優(yōu)良的水處理劑，不但可以對(duì)自來水殺菌消毒，還可以產(chǎn)生Fe(OH)3（膠體）凈化水。實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)。（1）制備K2FeO4（夾持裝置略）

制氣體

凈化

尾氣處理

制備K2FeO4資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是_

（錳被還原為Mn2+）。②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑.2KMnO4+16HCl

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

最后再釋放出來Cl2(HCl)③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH==2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有________________。2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O（副反應(yīng)）C中的主要物質(zhì)有KOH、Fe(OH)3Cl2（2）探究K2FeO4的性質(zhì)①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計(jì)以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。思考：方案I為什么不能證明Cl2就是K2FeO4氧化Cl—產(chǎn)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中溶液變紅可知a中含有______離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷

一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由________產(chǎn)生（用方程式表示）。實(shí)驗(yàn)證據(jù)：有Cl2、Fe3+Fe3+教學(xué)啟示：要注意證據(jù)的唯一性，證據(jù)的可靠性，尤其注意多因一果的問題。（2）探究K2FeO4的性質(zhì)①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計(jì)以下方案：方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。思考：為什么方案II能證明Cl2就是K2FeO4氧化Cl—呢？FeO42—

、K+

、OH—HCl2FeO42—

+6Cl—+16H+=2Fe3+

+3Cl2↑+8H2OⅡ．方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是_______。除去ClO—排除干擾實(shí)驗(yàn)證據(jù)②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出：氧化性Cl2

FeO42—（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明，Cl2和FeO42—的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，原因是

。2Fe(OH)3+3Cl2+10OH—=2FeO42—+6Cl—+8H2O方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。2FeO42—+6Cl—+16H+

=2Fe3++3Cl2↑+8H2O＞溶液的酸堿性不同還原反應(yīng)：FeO42—+3e—+8H+=Fe3++4H2O思考：為啥溶液酸堿性不同會(huì)影響FeO42—的氧化性呢？③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeO42—＞MnO4—，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色，該現(xiàn)象能否證明氧化性：FeO42—＞MnO4—。若能，請(qǐng)說明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。理由或方案：_____。5FeO42—+3Mn2++16H+=3MnO4—+5Fe3++8H2O證據(jù)方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。溶液b:FeO42—

OH—K+Cl—MnSO4、(足量）H2SO4能證明。理由

：FeO42—在過量的H2SO4作用下轉(zhuǎn)化成Fe3+和O2，溶液的紫色為生成的MnO4—。不能

：向紫色溶液中加入過量的H2SO4，觀察溶液的紫色是否褪去，如果不能褪去，則不能證明氧化性：FeO42—＞MnO4—總結(jié)提升：1、FeO42—在堿性條件下相對(duì)穩(wěn)定，而在中性或酸性條件性非?；顫姡虼嗽谥苽銴2FeO4或完成K2FeO4性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要關(guān)注溶液的酸堿性環(huán)境的不同。2、在探究FeO42—的性質(zhì)時(shí)，一定要關(guān)注體系中微粒的組成，關(guān)注微粒的相互影響（微粒觀），提升綜合分析問題的能力。3、探究實(shí)驗(yàn)要注意對(duì)比、排除干擾（干擾：性質(zhì)相似才具有干擾性；干擾的產(chǎn)生：體系的也就是反應(yīng)物，生成物、環(huán)境）、控制變量等。4、注意體會(huì)試題的邏輯性本題（2）方案I：針對(duì)C中溶液加稀硫酸產(chǎn)生了氯氣的探究過程。（1）產(chǎn)物中有Fe3+就能說明FeO42—氧化Cl—了嗎？

4FeO42—+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O

2FeO42—

+6Cl—+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O（2）FeO42—能氧化Cl—，就能說明FeO42—確實(shí)氧化Cl—了嗎?注意體系中還有氧化性微粒，ClO—也能氧化Cl—產(chǎn)生氯氣。

ClO—+Cl—+2H+=Cl2↑+H2O2FeO42—

+6Cl—+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O（3）產(chǎn)物中有Fe3+，F(xiàn)eO42—又具備能氧化Cl—的能力，就能確定FeO42—將Cl—