Question

高鐵酸鉀是一種高效的多功能水處理劑，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、殺菌、除臭等作用，高鐵酸鉀的開發(fā)和利用正日益顯示出其廣闊的應用前景。其制備路線如下：

試回答下列問題

(1)操作①后的混合液中加入NaOH溶液的作用是：                            。

最后用異丙醇洗滌產品的目的是                                             。  

(2) 操作②與操作③相同，該操作名稱是：___________________。

(3)反應器中，NaOH、NaClO及Fe(NO₃)₃反應的離子方程式為： _____________________。

(4)次氯酸鈉濃度對高鐵酸鉀產率有一定影響（下圖甲），當高鐵酸鉀產率最高時，NaClO的物質的量濃度約為_________。（計算結果保留一位小數(shù)）

 

(5)從環(huán)境保護的角度看，制備中間產物Na₂FeO₄較好的方法為電化學法，其裝置如圖乙所示，則陽極的電極反應式為                                               。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）增大溶液中的鈉離子濃度，便于高鐵酸鈉析出。（2分）

降低產品的溶解度，減少損失；加快水分揮發(fā)，易于干燥（2分）  （2）過濾（2分）

(3)2Fe³⁺ + 3ClO^─ + 10OH^─ ="=" 2FeO₄^2─ + 3Cl^─ + 5H₂O（3分）

(4)3.6m ol/L（2分）；   (5) Fe + 8OH^─－6e^─＝FeO₄^2─ + 4H₂O（3分）

【解析】

試題分析：（1）操作①后的混合液中加入NaOH溶液，可以增大溶液中鈉離子的濃度，便于高鐵酸鈉析出。異丙醇是有機溶劑，易揮發(fā)，所以加入異丙醇的目的是降低產品的溶解度，減少損失；加快水分揮發(fā)，易于干燥。

（2）操作②與操作③都是將固體從液體中分離出來，因此可采用過濾。

（3）次氯酸鈉具有強氧化性，能把硝酸鐵氧化生成高鐵酸鈉，反應的離子方程式是2Fe³⁺ + 3ClO^─ + 10OH^─＝2FeO₄^2─ + 3Cl^─ + 5H₂O。

（4）根據(jù)圖甲可知，當高鐵酸鉀產率最高時，NaClO的質量濃度約是270/L，所以次氯酸鈉大的物質的量濃度是270÷74.5＝3.6mol/L。

（5）電解池中陽極失去電子，發(fā)生氧化反應，所以根據(jù)裝置圖可知，陽極是鐵失去電子，則陽極電極反應式是Fe + 8OH^─－6e^─＝FeO₄^2─ + 4H₂O。

考點：考查高鐵酸鉀制備的工藝流程圖的有關判斷

點評：該題以高鐵酸鉀的制備為載體，重點考查學生對工藝流程試題了解掌握情況。試題綜合性強，貼近高考，側重對學生能力的培養(yǎng)和訓練，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O計能力以及動手操作能力，也有利于培養(yǎng)了學生運用知識解決實際問題的能力。