Question

9．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑．其生產(chǎn)工藝如圖：

（1）反應(yīng)①應(yīng)在溫度較低的情況下進行．因在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃．那么在溫度較高時KOH 與Cl₂反應(yīng)轉(zhuǎn)移5mol電子時，消耗的氯氣是3mol．
（2）在反應(yīng)液I中加入KOH固體的目的是A、C（填編號）．
A．與反應(yīng)液I中過量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO
B．KOH去體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率
C．為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境
D．使KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO
（3）從溶液II中分離出K₂FeO₄后，還會有副產(chǎn)品KNO₃、KCl，則反應(yīng)③中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（4）如何判斷K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈用試管取少量最后一次的洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀則已被洗凈．
（5）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）作為水處理劑的一個優(yōu)點是能與水反應(yīng)生成膠體吸附雜質(zhì)，其離子反應(yīng)是：4FeO₄²?+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-
完成并配平上述反應(yīng)的離子方程式．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目信息，在溫度較高時KOH 與Cl₂反應(yīng)方程式為6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O，根據(jù)反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計算氯氣的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過量，第③步需要堿性條件，在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，氧化還原反應(yīng)中化合價有升有降；
（3）根據(jù)題目信息、氧化還原反應(yīng)中化合價發(fā)生變化確定產(chǎn)物以及電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平；
（4）檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-即可
（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子得失守恒配平；

解答 解：（1）在溫度較高時KOH 與Cl₂反應(yīng)方程式為6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O，在該反應(yīng)中Cl₂既是氧化劑又是還原劑，每3摩爾氯氣反應(yīng)可以轉(zhuǎn)移5mol電子，所以反應(yīng)轉(zhuǎn)移5mol電子時，消耗的氯氣是3mol，
故答案為：3；
（2）A、根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過量，加入KOH固體后會繼續(xù)反應(yīng)生成KClO，故A正確；
B、因溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，而不是KClO，故B錯誤；
C、第③步需要堿性條件，所以堿要過量，故C正確；
D、KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO，化合價只降不升，故D錯誤；
故選：A、C；
（3）據(jù)題目信息和氧化還原反應(yīng)中化合價發(fā)生變化確定找出反應(yīng)物：Fe³⁺、ClO^-，生成物：FeO₄^2-、Cl^-，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平，可得2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）因只要檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-，即可證明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，
故答案為：用試管取少量最后一次的洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀則已被洗凈；
（5）根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平，可得4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-，
故答案為：4；10；4；3；8OH^-．

點評 本題結(jié)合高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的制備主要考查了氧化還原反應(yīng)的知識、離子的檢驗等，培養(yǎng)了學生運用知識的能力．