Question

18．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)工藝如下：

（1）K₂FeO₄在水溶液中易水解：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．
①在提純K₂FeO₄采用重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法，洗滌劑最好選用溶液．B（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(jié)果見圖1．該實驗的目的是探究溫度對FeO₄^2-濃度的影響．

（2）反應(yīng)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)上圖分析：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較低時，隨著溫度的升高，F(xiàn)e（NO₃）₃氧化的速率加快，能生成更多FeO₄^2-，提高了生成率；當(dāng)溫度繼續(xù)升高后，F(xiàn)eO₄^2-的水解程度增大明顯，又使其生成率下降
（3）根據(jù)已知信息解釋解釋高鐵酸鉀的凈水原理（寫出方程式并解釋）：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，F(xiàn)eO₄^2-有強氧化性能夠消毒殺菌，水解生成氫氧化鐵膠體，比表面積大，有吸附、絮凝的作用．

Answer 1

分析 向堿性的NaClO濃溶液中加入Fe（NO₃）₃溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)，ClO^-將Fe³⁺氧化為FeO₄^2-，混合溶液中加入KOH反應(yīng)，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）①要對K₂FeO₄水解能起到抑制作用，減小應(yīng)溶解導(dǎo)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；
（2）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(dǎo)致；
（3）高鐵酸鉀在水中發(fā)生如下過程：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，F(xiàn)eO₄^2-有強氧化性能夠消毒殺菌，水解生成氫氧化鐵膠體，比表面積大，有吸附、絮凝的作用，所以能凈水．

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(yīng)，ClO^-將Fe³⁺氧化為FeO₄^2-，混合溶液中加入NaOH反應(yīng)，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）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(yīng)溶解導(dǎo)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?zāi)康臑椋禾骄繙囟葘�FeO₄^2-濃度的影響，
故答案為：探究溫度對FeO₄^2-濃度的影響；
（2）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：溫度較低時，隨著溫度的升高，F(xiàn)e（NO₃）₃氧化的速率加快，能生成更多FeO₄^2-，提高了生成率；當(dāng)溫度繼續(xù)升高后，F(xiàn)eO₄^2-的水解程度增大明顯，又使其生成率下降，
故答案為：26；溫度較低時，隨著溫度的升高，F(xiàn)e（NO₃）₃氧化的速率加快，能生成更多FeO₄^2-，提高了生成率；當(dāng)溫度繼續(xù)升高后，F(xiàn)eO₄^2-的水解程度增大明顯，又使其生成率下降．
（3）高鐵酸鉀在水中發(fā)生如下過程：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，F(xiàn)eO₄^2-有強氧化性能夠消毒殺菌，水解生成氫氧化鐵膠體，比表面積大，有吸附、絮凝的作用，所以能凈水，
故答案為：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，F(xiàn)eO₄^2-有強氧化性能夠消毒殺菌，水解生成氫氧化鐵膠體，比表面積大，有吸附、絮凝的作用．

點評 本題考查物質(zhì)制備工藝流程，側(cè)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(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．