Question

4．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．工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)，其生產(chǎn)工藝如圖1：

（1）寫出反應①的離子方程式：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（2）K₂FeO₄ 在水溶液中易水解：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．
①在提純K₂FeO₄時采用重結晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用B溶液（填序號）．
A．H₂O   B． KOH、乙醇   C．NH₄Cl、乙醇   D．Fe（NO₃）₃、乙醇
②將適量K₂FeO₄溶于水配制成c（FeO₄^2-）=1.0mmol•L^-1的試樣，將試樣分別置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，測定c（FeO₄^2-）的變化，結果見圖2．該實驗的目的是探究溫度對FeO₄^2-濃度的影響．
（3）反應的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響．圖2為不同的溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃不同質(zhì)量濃度對K₂FeO₄生成率的影響；根據(jù)圖3分析：工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃．相同濃度下，K₂FeO₄生成率隨溫度變化的可能原因是溫度影響K₂FeO₄的溶解度．

Answer 1

分析 向堿性的KClO濃溶液中加入Fe（NO₃）₃溶液，發(fā)生氧化反應，ClO^-將Fe³⁺氧化為FeO₄^2-，混合溶液中加入NaOH反應，轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K₂FeO₄析出，過濾、洗滌、干燥得到K₂FeO₄晶體．
（1）ClO^-將Fe³⁺氧化為FeO₄^2-，自身被還原為3Cl^-；
（2）①要對K₂FeO₄水解能起到抑制作用，減小應溶解導致的損失；
②由圖可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度一定，測定相同時間內(nèi)不同溫度下c（FeO₄^2-）的變化；
（3）選擇K₂FeO₄的生成率最高的溫度；利用溶解度不同制備K₂FeO₄晶體，K₂FeO₄生成率隨溫度變化的可能原因溫度對溶解度影響導致．

解答 解：向堿性的KClO濃溶液中加入Fe（NO₃）₃溶液，發(fā)生氧化反應，ClO^-將Fe³⁺氧化為FeO₄^2-，混合溶液中加入NaOH反應，轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K₂FeO₄析出，過濾、洗滌、干燥得到K₂FeO₄晶體．
（1）ClO^-將Fe³⁺氧化為FeO₄^2-，自身被還原為3Cl^-，反應離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（2）①K₂FeO₄在水中發(fā)生水解溶解度較大，醋酸鈉水解顯堿性，對K₂FeO₄水解能起到抑制作用，銨根和三價鐵離子易水解，且水解后顯酸性，對K₂FeO₄水解能起到促進作用，乙醇可以降低K₂FeO₄的溶解度，減小應溶解導致的損失，
故選：B；
②由圖可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度一定，實驗測定相同時間內(nèi)不同溫度下c（FeO₄^2-）的變化，故實驗目的為：探究溫度對FeO₄^2-濃度的影響，
故答案為：探究溫度對FeO₄^2-濃度的影響；
（3）由圖3可知，溫度在26℃時，K₂FeO₄的生成率最高，故工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃，相同濃度下，K₂FeO₄生成率隨溫度變化的可能原因：溫度影響K₂FeO₄的溶解度，
故答案為：26；溫度影響K₂FeO₄的溶解度．

點評 本題考查物質(zhì)制備工藝流程，側重考查閱讀題目獲取信息的能力、對工藝流程的理解與條件的選擇控制，難度中等，需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力．