Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4）是新型多功能水處理劑。其生產(chǎn)工藝如下：

回答下列問題：

(1)反應(yīng)①應(yīng)在溫度較低的情況下進(jìn)行，因溫度較高時(shí)NaOH與Cl2反應(yīng)生成NaClO3，寫出溫度較高時(shí)反應(yīng)的離子方程式____________。

(2)在溶液I中加入NaOH固體的目的是_______（填字母）。

A．與反應(yīng)液I中過量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的NaClO

B．NaOH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

C．為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境

D.使NaClO3轉(zhuǎn)化為NaClO

(3)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1為不同的溫度下，不同質(zhì)量濃度的Fe(NO3)3對(duì)K2FeO4生成率的影響；圖2為一定溫度下，F(xiàn)e(NO3)3質(zhì)量濃度最佳時(shí)，NaClO濃度對(duì)K2FeO4的生成率的影響。

工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為_______，此時(shí)Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質(zhì)量濃度之比為_____。

(4)反應(yīng)③中的離子反應(yīng)方程式為_________________；溶液Ⅱ中加入飽和KOH得到濕產(chǎn)品的原因是__________________。

(5)高鐵酸鉀作為水處理劑是能與水反應(yīng)其離子反應(yīng)是：4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（膠體）十3O2↑+8OH-。則其作為水處理劑的原理是：①_______________；②_______________。

Answer 1

【答案】 6OH-+3Cl2=ClO3- +5C1-+3H2O A、C 26℃ 6:5（或l.2:1） 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉要小 高鐵酸鉀中的鐵為+6價(jià)具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒 水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體具有吸附作用而凈水

【解析】由題意及流程可知，先制備次氯酸鈉，然后除去氯化鈉，在堿性條件下次氯酸鈉與硝酸鐵發(fā)生反應(yīng)生成高鐵酸鈉，高鐵酸鈉與氫氧化鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到高鐵酸鉀，經(jīng)分離提純后得到高鐵酸鉀晶體。

(1)溫度較高時(shí)NaOH與Cl2反應(yīng)生成NaClO3，反應(yīng)的離子方程式為6OH-+3Cl2=ClO3- +5C1-+3H2O。

(2)在溶液I中加入NaOH固體的目的是，與反應(yīng)液I中過量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的NaClO，并且為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境，選 A、C。

(3)由圖1可知，在26℃、Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的質(zhì)量濃度分別為330g/L和275g/L時(shí)，高鐵酸鉀的生成率最高。所以，工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃，此時(shí)Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質(zhì)量濃度之比為6:5（或l.2:1）。

(4)反應(yīng)③中的離子反應(yīng)方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；溶液Ⅱ中加入飽和KOH得到濕產(chǎn)品的原因是高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉要小。

(5)高鐵酸鉀作為水處理劑是因?yàn)槠淠芘c水反應(yīng)，離子方程式為4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（膠體）十3O2↑+8OH-。則其作為水處理劑的原理是：①高鐵酸鉀中的鐵為+6價(jià)具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒；②水解產(chǎn)生的氫氧化鐵膠體具有吸附作用而凈水。