Question

3．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．其生產工藝如下：

已知：①2KOH+Cl₂→KCl+KClO+H₂O（條件：溫度較低）
②6KOH+3Cl₂→5KCl+KClO₃+3H₂O（條件：溫度較高）
③2Fe（NO₃）₃+2KClO+10KOH→2K₂FeO₄+6KNO₃+3KCl+5H₂O
回答下列問題：
（1）該生產工藝應在溫度較低（填“溫度較高”或“溫度較低”）的情況下進行；
（2）寫出工業(yè)上制取Cl₂的化學方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）K₂FeO₄具有強氧化性的原因K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，易得電子；
（4）配制KOH溶液時，是在每100mL水中溶解61.6g KOH固體（該溶液的密度為1.47g/mL），它的物質的量濃度為10mol/L；
（5）在“反應液I”中加KOH固體的目的是：AC
A．與“反應液I”中過量的Cl₂繼續(xù)反應，生成更多的KClO
B．KOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應速率
C．為下一步反應提供反應物
D．使副產物KClO₃轉化為KClO
（6）從“反應液II”中分離出K₂FeO₄后，會有副產品KNO₃、KCl（寫化學式），它們都是重要的化工產品，具體說出其中一種物質的用途KNO₃可用于化肥，炸藥等．

Answer 1

分析 （1）由工藝流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃與KClO制備K₂FeO₄，由信息②可知溫度較高KOH與Cl₂ 反應生成的是KClO₃；
（2）工業(yè)是利用電解飽和食鹽水制取氯氣；
（3）K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，價態(tài)高；
（4）根據n=$\frac{m}{M}$計算出氫氧化鉀的物質的量，溶液質量等于溶質質量與溶劑質量之和，利用V=$\frac{m}{ρ}$計算溶液體積，再根據c=$\frac{n}{V}$計算氫氧化鉀溶液的物質的量濃度；
（5）由工藝流程可知，反應液I中有過量的Cl₂反應，生成更多的KClO；
（6）由工藝流程及③可知，從“反應液II”中分離出K₂FeO₄后，會有副產品KNO₃、KCl．KNO₃可用于化肥，炸藥等．

解答 解：（1）由工藝流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃與KClO制備K₂FeO₄，由信息②可知溫度較高KOH與Cl₂ 反應生成的是KClO₃．由信息①可知，在低溫下KOH與Cl₂ 反應生成的是KClO．故選擇低溫較低，
故答案為：溫度較低；
（2）工業(yè)是利用電解飽和食鹽水制取氯氣．反應方程式為：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，價態(tài)高，易得電子，表現(xiàn)強氧化性，
故答案為：K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，易得電子；
（4）61.6g KOH固體的物質的量為$\frac{61.6g}{56g/mol}$=1.1mol，溶液的質量為100mL×1g/mL+61.6g=161.6g，所以溶液的體積為$\frac{161.6g}{1.47×10{\;}^{3}g/L}$=$\frac{161.6}{1470}$L，所以氫氧化鉀溶液的物質的量濃度為$\frac{1.1mol}{\frac{161.6}{1470}L}$=10mol/L，
故答案為：10mol/L；
（5）由工藝流程可知，反應液I中有過量的Cl₂反應，加KOH固體的目的是與過量的Cl₂繼續(xù)反應，生成更多的KClO．
A、與過量的Cl₂繼續(xù)反應，生成更多的KClO，故A正確；
B、由信息②可知溫度較高KOH與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，不利用KClO生成、浪費原料，故B錯誤；
C、由工藝流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃與KClO制備K₂FeO₄，故C正確；
D、由信息可知，該條件下KClO₃ 不能轉化為KClO，故D錯誤．
故選：AC；
（6）由工藝流程及③可知，從“反應液II”中分離出K₂FeO₄后，會有副產品KNO₃、KCl．KNO₃可用于化肥，炸藥等，
故答案為：KNO₃、KCl；KNO₃可用于化肥，炸藥等．

點評 本題考查學生閱讀題目獲取信息的能力、對工藝流程的理解與條件的控制、對物質的量濃度理解等，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，注意基礎知識的掌握．