Question

【选修2化学与技术】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．其生产工

【选修2化学与技术】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．其生产工艺如下：已知：①2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）②6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）回答下列问题：（1）该生产工艺应在______（填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是______（填编号）．A．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClOB．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率C．为下一步反应提供碱性的环境D．使KClO3转化为 KClO（3）从溶液II中分离出K2FeO4后，还会有副产品KNO3、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为______．（4）配制KOH溶液时，是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体（该溶液的密度为1.47g/mL），它的物质的量浓度为______；（5）如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净______．（6）高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：______FeO42-+______H2O=______Fe（OH）3（胶体）+______O2↑+______OH-．

Answer 1

（1）由工艺流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃与KClO制备K₂FeO₄，由信息②可知温度较高KOH与Cl₂ 反应生成的是KClO₃．由信息①可知，在低温下KOH与Cl₂ 反应生成的是KClO．故选择低温较低，故答案为：温度较低；
（2）由工艺流程可知，反应溶液I中有过量的Cl₂反应，加KOH固体的目的是与过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO为下一步反应提供反应物；
A、根据生产工艺流程图，第①步氯气过量，加入KOH固体后会继续反应生成KClO，故A正确；
B、因温度较高时KOH 与Cl₂ 反应生成的是KClO₃，而不是KClO，故B错误；
C、第③步需要碱性条件，所以碱要过量，故C正确；
D、KClO₃转化为 KClO，化合价只降不升，故D错误；
故答案为：AC；
（3）由题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化，可知反应物为Fe³⁺、ClO^-，生成物为FeO₄^2-、Cl^-，根据电子得失守恒和质量守恒来配平可得2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）配制KOH溶液时，是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体（该溶液的密度为1.47g/mL），溶质物质的量=

61.6g

56g/mol

=1.1mol，溶液体积V=

100g+61.6g

1.47g/ml×1000ml/L

=0.11L，它的物质的量浓度=

1.1mol

0.11L

=10mol/L，故答案为：10mol/L；
（5）因只要检验最后一次的洗涤中无Cl^-，即可证明K₂FeO₄晶体已经洗涤干净，方法为用试管取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净，
故答案为：用试管取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净；
（6）铁元素化合价+6价变化为+3价，氧元素化合价从0价变化为-2价，由电子守恒配平得到：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-，
故答案为：4；10；4；3；8．