Question

【題目】Cl2是一種常用的自來水消毒劑，高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型，高效、多功能綠色水處理劑，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng)，無二次污染，工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，使高鐵酸鉀析出．

Ⅰ：下圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置（夾持設(shè)備已略）．

（1）裝置B中飽和食鹽水的作用是____________；同時(shí)裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時(shí)B中的現(xiàn)象__________________________。

（2）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，為此C中I、II、III依次放入__________。

	a	b	c	d
I	干燥的有色布條	干燥的有色布條	濕潤的有色布條	濕潤的有色布條
II	堿石灰	硅膠	濃硫酸	無水氯化鈣
III	濕潤的有色布條	濕潤的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

II：制備高鐵酸鉀的方法有干法和濕法。

（3）干法制備高鐵酸鉀的主要反應(yīng)為：

2FeSO4+ 6Na2O2= 2Na2FeO4+ 2Na2O + 2Na2SO4+ O2↑

①該反應(yīng)中的還原劑是_______，每生成lmolNa2FeO4轉(zhuǎn)移____個(gè)電子。

②簡要說明K2FeO4作為水處理劑時(shí)所起的作用________________________________，

（4）濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒：Fe(OH)3、C1O－、OH－、FeO42-、C1－、H2O。寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：____________________________________。

Answer 1

【答案】 除去Cl2中的HCl 錐形瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升 D Na2O2和FeSO4 5 NA 高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降 2Fe(OH)3+ 3ClO-+ 4OH-= 2FeO42-+ 3Cl-+ 5H2O

【解析】Ⅰ．（1）氯化氫極易溶于氯化鈉溶液，但氯氣不易溶于氯化鈉溶液；若發(fā)生堵塞，氣體壓強(qiáng)增大易導(dǎo)致液面上升；
（3）驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性；堿石灰不能干燥氯氣、U形管中干燥劑應(yīng)是固體；II：（3）①2FeSO4+6Na2O2═2NaFeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中Fe元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)既有降低又有升高，由化合價(jià)的變化計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；
②K2FeO4中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解；
（4）①濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4），可知Fe(OH)3被氧化為FeO42-，鐵元素化合價(jià)升高，則氯元素化合價(jià)降低，一定是C1O－被還原為C1－。

解析：Ⅰ．（1）反應(yīng)過程中氯化氫和水蒸氣是氯氣中 的雜質(zhì)，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl；裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時(shí)B中的壓強(qiáng)增大，錐形瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；
（3）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，Ⅱ中是干燥劑，III中放濕潤的有色布條不能驗(yàn)證氯氣的漂白性，所以C中應(yīng)是干燥的有色布條，故ab錯(cuò)誤；U形管中干燥劑應(yīng)是固體，故c錯(cuò)誤，故選d；
Ⅱ．（1）①2FeSO4+6Na2O2═2NaFeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2 ↑，FeSO4中Fe元素、Na2O2中O元素的化合價(jià)升高及升高又降低，則還原劑為Na2O2、FeSO4，由降低O元素可知每生成1mo1Na2FeO4轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1mol×5×（2-1）=5mol，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5NA；
②K2FeO4中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì);

（2）可知Fe(OH)3被氧化為FeO42-，鐵元素化合價(jià)升高，則氯元素化合價(jià)降低，一定是C1O－被還原為C1－，該離子反應(yīng)為2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-═2FeO42-+3C1-+5H2O。