Question

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(chǎn)工藝如下：

（1）反應(yīng)①應(yīng)該在溫度較低的情況下進(jìn)行．因在溫度較高時(shí)KOH與Cl₂反應(yīng)生成的是KClO₃．寫(xiě)出在溫度較低時(shí)KOH與Cl₂反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，消耗的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為

 

L．
（2）在反應(yīng)液I中加入KOH固體的目的是

 

（填編號(hào)）．
A．與反應(yīng)液I中過(guò)量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO
B．KOH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KClO₃轉(zhuǎn)化為KClO
（3）從溶液II中分離出K₂FeO₄后，還會(huì)有副產(chǎn)品KNO₃、KCl，則反應(yīng)③中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為

 

．
（4）如何判斷K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈

 

．
（5）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）作為水處理劑的優(yōu)點(diǎn)是既具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒，同時(shí)其還原產(chǎn)物還能與水反應(yīng)
生成膠體吸附雜質(zhì)，具有優(yōu)良的凈水效果．其離子反應(yīng)是：FeO₄^2-+H₂O→Fe（OH）₃（膠體）+O₂↑
完成并配平方程式，將完整的離子方程式寫(xiě)在后面橫線上：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：氮族元素

分析：足量氯氣通入氫氧化鉀溶液中低溫反應(yīng)生成次氯酸鉀、氯化鉀和水，加入固體氫氧化鉀除去氯化鉀得到減小次氯酸鉀濃溶液，加入硝酸鐵濃溶液純化洗滌干燥得到高鐵酸鉀；
（1）根據(jù)題目信息、氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)發(fā)生變化確定產(chǎn)物以及電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)配平；根據(jù)化合價(jià)升高，計(jì)算電子轉(zhuǎn)移，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算；
（2）根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過(guò)量，第③步需要堿性條件，在溫度較高時(shí)KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升有降；
（3）根據(jù)題目信息、氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)發(fā)生變化確定產(chǎn)物以及電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)配平；
（4）檢驗(yàn)最后一次的洗滌中無(wú)Cl^-即可；
（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子得失守恒配平．

解答： 解：（1）據(jù)題目信息，在溫度較低時(shí)KOH與Cl₂反應(yīng)生成次氯酸鉀、氯化鉀和水，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)配平，可得2KOH+Cl₂

加熱  .

KClO+KCl+H₂O；氯元素化合價(jià)0價(jià)變化為-1價(jià)，+1價(jià)，電子轉(zhuǎn)移為e-，當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，消耗氯氣2mol，消耗的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為=2mol×22.4L/mol=44.8L   
故答案為：2KOH+Cl₂=KClO+KCl+H₂O；44.8；
（2）A、根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過(guò)量，加入KOH固體后會(huì)繼續(xù)反應(yīng)生成KClO，故A正確；
B、因溫度較高時(shí)KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，而不是KClO，故B錯(cuò)誤；
C、第③步需要堿性條件，所以堿要過(guò)量，故C正確；
D、KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO，化合價(jià)只降不升，故D錯(cuò)誤；
故選：AC；
（3）據(jù)題目信息和氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)發(fā)生變化確定找出反應(yīng)物：Fe³⁺、ClO^-，生成物：FeO₄^2-、Cl^-，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)配平，可得2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；  
（4）因只要檢驗(yàn)最后一次的洗滌中無(wú)Cl^-，即可證明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，故答案為：用試管取少量最后一次的洗滌液，加入硝酸銀溶液，無(wú)白色沉淀則已被洗凈；
（5）根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)配平，可得4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-，故答案為：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的制備主要考查了氧化還原反應(yīng)的知識(shí)、離子的檢驗(yàn)等，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，題目難度中等．