2.高鐵酸鉀(K2FeO4)具有強(qiáng)氧化性,是一種新型多功能水處理劑.其生產(chǎn)工藝如圖甲:

已知:①Cl2和KOH溶液反應(yīng),溫度較低時(shí)生成KClO,溫度較高時(shí)生成KClO3
②2Fe3++3ClO-+10OH-=═2FeO42-+3Cl-+5H2O
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Fe(NO33溶液,所需玻璃儀器除量筒外還需要BD(填字母,下同);
配制過(guò)程中,通常加入一定量的某種試劑是HNO3(填化學(xué)式).
A.容量瓶B.燒杯C.燒瓶D.玻璃棒
(2)溶液Ⅰ中加入KOH固體的主要目的是AC.
A.為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境
B.使 KClO3轉(zhuǎn)化為KClO
C.與溶液Ⅰ中過(guò)量的Cl2繼續(xù)反應(yīng),生成更多的KClO
D.KOH固體溶解時(shí)會(huì)放出較多的熱量,有利于提高反應(yīng)速率
(3)工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對(duì)高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響.
圖乙為不同的溫度下,F(xiàn)e(NO33不同質(zhì)量濃度對(duì)K2 FeO4生成率的影響;
圖丙為一定溫度下,F(xiàn)e(NO33質(zhì)量濃度最佳時(shí),KClO質(zhì)量濃度對(duì)K2FeO4生成率的影響.
該工業(yè)生產(chǎn)的最佳溫度為26℃,在此溫度下,F(xiàn)e(NO33與KClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度的比值約為1.2(保留小數(shù)點(diǎn)后 1位).
(4)“溶液Ⅱ”中加入KOH 固體至飽和,析出濕產(chǎn)品K2FeO4晶體而無(wú)其他晶體析出的原因?yàn)樵摐囟认赂哞F酸鉀的溶解度比其他晶體的溶解度。
(5)K2FeO4在水溶液中易發(fā)生反應(yīng):4FeO42-+10H2O?4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑.在提純  K2FeO4時(shí)采用重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法.
①洗滌劑最好選用B.
A.H2O    B.KOH溶液、丙醇C.NH4Cl溶液、丙醇D.Fe(NO33溶液、丙醇
②如何判斷K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈:取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,無(wú)白色沉淀生成,說(shuō)明K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈,反之K2FeO4晶體沒(méi)有洗滌干凈.

分析 (1)依據(jù)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Fe(NO33溶液步驟和儀器解答;根據(jù)三價(jià)鐵易發(fā)生水解,故配制過(guò)程中,通常加入一定量的硝酸抑制其水解;
(2)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖,第①步氯氣過(guò)量,第③步需要堿性條件,在溫度較高時(shí)KOH 與Cl2 反應(yīng)生成的是KClO3,氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升有降;
(3)尋找最佳溫度要具備的條件:該溫度下反應(yīng)速率快,生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率較大兩方面;
(4)根據(jù)高鐵酸鉀與其他晶體的溶解度來(lái)分析;
(5)①洗滌劑的選擇要求:要對(duì)K2FeO4水解能起到抑制作用的試劑;
②因只要檢驗(yàn)最后一次的洗滌中無(wú)Cl-,即可證明K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈,據(jù)此分析.

解答 解:(1)配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Fe(NO33溶液步驟為計(jì)算、稱量、溶解,用到的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒、量筒,還需要的儀器為:燒杯、玻璃棒;因?yàn)槿齼r(jià)鐵易發(fā)生水解生成氫氧化鐵和硝酸,故配制過(guò)程中,通常加入一定量的硝酸抑制其水解;故答案為:BD;HNO3;
(2)A、第③步需要堿性條件,所以堿要過(guò)量,故A正確;
B、KClO3轉(zhuǎn)化為 KClO,化合價(jià)只降不升,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖,第①步氯氣過(guò)量,加入KOH固體后會(huì)繼續(xù)反應(yīng)生成KClO,故C正確;
D、因溫度較高時(shí)KOH 與Cl2 反應(yīng)生成的是KClO3,而不是KClO,故D錯(cuò)誤;
故選:AC;
(3)尋找最佳溫度要具備的條件:該溫度下反應(yīng)速率快,生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率較大兩方面,所以工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃,因?yàn)樵谠摐囟认律筛哞F酸鉀的產(chǎn)率最大,此時(shí)Fe(NO33與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為$\frac{330}{275}$=1.2,故答案為:26;1.2;
(4)低溫下,在在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀(K2FeO4),可知該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比其他晶體的溶解度小,
故答案為:該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比其他晶體的溶解度。
(5))①洗滌劑的選擇要求:要對(duì)K2FeO4水解能起到抑制作用的試劑,在選項(xiàng)中,A能讓K2FeO4水解,B中醋酸鈉水解顯堿性,對(duì)K2FeO4水解能起到抑制作用,C和D中的銨根和三價(jià)鐵離子易水解,且水解后顯酸性,對(duì)K2FeO4水解能起到促進(jìn)作用,故選B,故答案為:B;
②因只要檢驗(yàn)最后一次的洗滌中無(wú)Cl-,即可證明K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈,操作為最后一次洗滌液少許于試管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,無(wú)白色沉淀生成,說(shuō)明K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈,反之K2FeO4晶體沒(méi)有洗滌干凈,
故答案為:取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,無(wú)白色沉淀生成,說(shuō)明K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈,反之K2FeO4晶體沒(méi)有洗滌干凈.

點(diǎn)評(píng) 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(shí)、離子的檢驗(yàn)等,培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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這五種化合物中含氯的化合價(jià)由高到低的順序?yàn)椋ā 。?table class="qanwser">A.C、B、E、D、AB.B、D、A、C、EC.C、D、E、A、BD.C、E、B、D、A

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