Question

4．工業(yè)上一種制備氯化鐵及高鐵酸鉀的工藝流程如下：

（1）吸收塔中的吸收劑X是FeCl₂溶液；保存該試劑時(shí)，通常向其中加入一定量的鐵屑，其目的是防止Fe²⁺被氧化．
（2）用FeCl₃溶液（副產(chǎn)物）腐蝕印刷線路板所得的廢液中含F(xiàn)eCl₃、FeCl₂和CuCl₂，用化學(xué)方法可以回收廢液中銅；合并過濾后的剩余液體可以作為上述工藝流程中的吸收劑X．則在此過程中，先后加入的物質(zhì)分別是Fe（鐵屑）、HCl（鹽酸）；寫出其中發(fā)生置換反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu，F(xiàn)e+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（3）堿性條件下反應(yīng)①的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時(shí)，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄═K₂FeO₄+2NaOH，請(qǐng)根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理分析反應(yīng)發(fā)生的原因：K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行．
K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+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，則洗滌劑最好選用B（填序號(hào)）．
a．H₂O                        B．稀KOH溶液、異丙醇
c．NH₄Cl溶液、異丙醇         D．Fe（NO₃）₃溶液、異丙醇．

Answer 1

分析 鐵與氯氣反應(yīng)生成紅棕的煙，過量的氯氣用氯化亞鐵溶液吸收，生成氯化鐵溶液，紅棕色氯化鐵用氯化鐵溶液吸收，生成濃的氯化鐵溶液，然后氯化鐵被氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的次氯酸鈉氧化成高鐵酸鈉，最后通過反應(yīng)2KOH+Na₂FeO₄=K₂FeO₄+2NaOH，制得高鐵酸鉀，由此分析解答：
（1）從反應(yīng)爐中排出的尾氣是反應(yīng)剩余的Cl₂，與吸收劑X反應(yīng)生成FeCl₃溶液，所以X是氯化亞鐵溶液；防止鐵離子被氧化，可以加入少量鐵屑；
（2）首先加入過量的鐵粉將鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，銅離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銅，然后加入適量的鹽酸除去過量的鐵粉，最后過濾得到單質(zhì)銅；
（3）氫氧化鈉與氯氣反應(yīng)生成NaClO，次氯酸鈉與FeCl₃反應(yīng)生成FeO₄^2-；
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時(shí)，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄ =K₂FeO₄+2NaOH，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)反應(yīng)原理分析反應(yīng)能發(fā)生的原因K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄小而溶液中K⁺、FeO₄^2-的濃度比較大；K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，所以用堿液來洗滌，抑制水解，不引入新的雜質(zhì)所以用稀KOH溶液，異丙醇易揮發(fā)．

解答 解：（1）通過工藝流程圖可知，從反應(yīng)爐中排出的尾氣是反應(yīng)剩余的Cl₂，與吸收劑X在吸收塔中反應(yīng)生成FeCl₃溶液，則吸收劑X應(yīng)是FeCl₂溶液，防止鐵離子被氧化，可以加入少量鐵屑，
故答案為：FeCl₂溶液；防止Fe²⁺被氧化；
（2）首先加入過量的鐵粉將鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，銅離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銅，然后加入適量的鹽酸除去過量的鐵粉，最后過濾得到單質(zhì)銅，其中發(fā)生置換反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，
故答案為：Fe（鐵屑）、HCl（鹽酸）；Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（3）NaClO與FeCl₃反應(yīng)生成FeO₄^2-、次氯酸鈉被還原為氯離子，則反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時(shí)，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KOH+Na₂FeO₄ =K₂FeO₄+2NaOH，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)反應(yīng)原理分析反應(yīng)能發(fā)生的原因K₂FeO₄的溶解度比Na₂FeO₄小而溶液中K⁺、FeO₄^2-的濃度比較大；K₂FeO₄ 在水溶液中易發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，所以用堿液來洗滌，抑制水解，不引入新的雜質(zhì)所以用稀KOH溶液，異丙醇易揮發(fā)，
故答案為：K₂FeO₄溶解度小，析出晶體，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備流程的理解應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，熟練掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．