Question

天然水是人類飲用水的主要來源．從天然水獲得可以飲用的水一般須經(jīng)過沉降懸浮物、殺菌消毒等步驟．
（1）沉降懸浮物要在水中加入絮凝劑，如將鋁鹽加入水中能達(dá)到凈水目的，
原因是

 

（用離子方程式表示）．
（2）氯氣可用于自來水殺菌消毒劑，結(jié)合離子方程式和文字理由

 

．
（3）新型水處理劑高鐵酸鉀 （K₂FeO₄）具有強(qiáng)的氧化作用和絮凝作用．工業(yè)上可通過以下流程制備高鐵酸鉀：

查閱資料：高鐵酸鹽在中性或酸性溶液中會逐漸分解，在堿性溶液中穩(wěn)定．
①完成“氧化”過程中的離子方程式
□Fe³⁺+□ClO^-+□

 

=□FeO₄^2-+□Cl^-+□

 

②“轉(zhuǎn)化”過程中實現(xiàn)由Na₂FeO₄制得K₂FeO₄，是利用二者

 

性的不同．
③結(jié)合資料完成粗K₂FeO₄晶體的提純：將粗產(chǎn)品用

 

溶解，然后再加入飽和KOH溶液、冷卻結(jié)晶、過濾．
④高鐵酸鉀的應(yīng)用還在不斷擴(kuò)展中．如可制成高鐵電池，電池反應(yīng)為：
3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O 

放電

充電

 3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH，放電時，正極反應(yīng)為：

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）鋁鹽凈水的原因是鋁離子能水解生成氫氧化鋁膠體，具有吸附性，離子方程式為：Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）氯氣可用于自來水殺菌消毒劑，理由是：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，生成的HClO有強(qiáng)氧化性，具有殺菌消毒作用；
（3）①反應(yīng)中ClO^-是氧化劑，還原產(chǎn)物是Cl^-，根據(jù)元素守恒，可知反應(yīng)式中需要補(bǔ)充OH^-和H₂O．根據(jù)化合價升降法配平方程式；
②沉淀向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化；
③由題目信息可知，K₂FeO₄可溶于水，在中性或酸性溶液中能分解，在堿性溶液中穩(wěn)定，在分離提提純的時候就要在堿性環(huán)境中進(jìn)行，要防止引入新雜質(zhì)，所以需要將K₂FeO₄粗產(chǎn)品在稀KOH溶液中溶解，然后加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶；
④陽極上鐵失電子生成FeO₄^2-．

解答： 解：（1）鋁鹽凈水的原因是鋁離子能水解生成氫氧化鋁膠體，具有吸附性，離子方程式為：Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）氯氣可用于自來水殺菌消毒劑，理由是：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，生成的HClO有強(qiáng)氧化性，具有殺菌消毒作用，
故答案為：Cl₂+H₂O=HCl+HClO，生成的HClO有強(qiáng)氧化性，具有殺菌消毒作用；
（3）①反應(yīng)中Fe³⁺→FeO₄^2-，鐵元素化合價由+3價升高為+6價，化合價總升高3價，ClO^-→Cl^-，氯元素化合價由+1降低為-1價，化合價總共降低2價，化合價升降最小公倍數(shù)為6，故Fe³⁺系數(shù)為2，ClO^-系數(shù)為3，由鐵元素守恒可知 FeO₄^2-系數(shù)為2，由氯元素守恒可知Cl^-系數(shù)為3，根據(jù)鈉元素守恒可知OH^-系數(shù)為10，由氫元素守恒可知H₂O系數(shù)為5，配平離子方程式：3ClO^-+2Fe³⁺+10OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：3；2；10OH^-；2；3；5H₂O；
②沉淀向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，K₂FeO₄的溶解度更小，故答案為：溶解；
③由題目信息可知，K₂FeO₄可溶于水，在中性或酸性溶液中能分解，在堿性溶液中穩(wěn)定，在分離提提純的時候就要在堿性環(huán)境中進(jìn)行，要防止引入新雜質(zhì)，所以需要將K₂FeO₄粗產(chǎn)品在稀KOH溶液中溶解，然后加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶，故答案為：稀KOH溶液；
④放電時，正極FeO₄^2-得電子生成Fe（OH）₃，1molFeO₄^2-失去3mol電子，電極反應(yīng)為：2FeO₄^2-+6e^-+8H₂O═2Fe（OH）₃+10OH^-，故答案為：2FeO₄^2-+6e^-+8H₂O═2Fe（OH）₃+10OH^-．

點評：本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)原理的應(yīng)用，電極反應(yīng)式的書寫等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實的基礎(chǔ)知識和靈活運(yùn)用知識解決問題的能力，注意基礎(chǔ)知識的全面掌握．