Question

17．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)工藝如下：

（1）反應(yīng)①應(yīng)在溫度較低的情況下進(jìn)行．因在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃．寫出在溫度較高時KOH 與Cl₂反應(yīng)的化學(xué)方程式6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O，當(dāng)反應(yīng)中轉(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AC（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固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 足量氯氣通入氫氧化鉀溶液中低溫反應(yīng)生成次氯酸鉀、氯化鉀和水，加入固體氫氧化鉀除去氯化鉀得到減小次氯酸鉀濃溶液，加入硝酸鐵濃溶液純化洗滌干燥得到高鐵酸鉀；
（1）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；根據(jù)化合價升高，還原劑，得到氧化產(chǎn)物結(jié)合電子守恒計算轉(zhuǎn)移5mol電子消耗氯氣物質(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）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)物有：KClO₃、KCl、H₂O，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平，可得6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O；Cl₂既是氧化劑又是還原劑，氯化合價升高，得到 KClO₃，KClO₃是還原產(chǎn)物．    
氯元素化合價0價變化為-1價，+1價，電子轉(zhuǎn)移為e-，氯元素化合價0價變化為+5價，電子轉(zhuǎn)移5mol，轉(zhuǎn)移5mol電子時消耗氯氣3mol，
故答案為：6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O； 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(xué)生運用知識的能力，題目難度中等．