Question

【化學(xué)--選修2化學(xué)與技術(shù)】（15分）
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：

已知：2KOH + Cl₂ ═ KCl + KClO + H₂O（條件：溫度較低）
　　  6KOH + 3Cl₂ ═ 5KCl + KClO₃ + 3H₂O（條件：溫度較高）
　　回答下列問(wèn)題：
（1）該生產(chǎn)工藝反應(yīng)①應(yīng)在　　　 （填“溫度較高”或“溫度較低”）的情況下進(jìn)行；
（2）寫(xiě)出工業(yè)上制取Cl₂的化學(xué)方程式　　　　　　　 　　　　　　　　　　；
（3）K₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性的原因　　　　　　　　　　　 ；
（4）配制KOH溶液時(shí)，是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固體（ 該溶液的密度為1.47 g/mL），它
的物質(zhì)的量濃度為　　　 　　　　　　　　　　　　；
（5）在“溶液I”中加KOH固體的目的是　　　　 　　　　　　　　　　　：

A．與 “溶液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)提供反應(yīng)物

D．使副產(chǎn)物KClO3轉(zhuǎn)化為 KClO

（6）從“反應(yīng)液II”中分離出K₂FeO₄后，還會(huì)有副產(chǎn)品　　　　（寫(xiě)化學(xué)式），它們都是重要的化工 產(chǎn)  品，具體說(shuō)出其中一種物質(zhì)的用途　　　　　　　　　　　 （答1點(diǎn)即可）； 則反應(yīng)③中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為                                        。
（7）如何判斷K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈                              。

Answer 1

（15分）
（1）溫度較低 （1分）
（2）2NaCl + 2H₂O 　2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（2分）
（3）Fe元素的化合價(jià)顯+6價(jià)，易得電子（1分）
（4）10 mol/L （2分）
（5）AC  （2分）
（6）KNO₃　 KCl，　（2分）
KNO₃可用于化肥，炸藥等 （答1點(diǎn)即得1分）
2Fe³⁺ + 3ClO^－ + 10 OH^－ ＝ 2FeO₄^2- + 3Cl^－+ 5H₂O （2分）
（7）取最后一次的洗滌液于試管中，先加稀硝酸、再加硝酸銀溶液，無(wú)白色沉淀則已被洗凈，反之則沉淀沒(méi)有洗滌干凈。（2分）

試題分析：（1）該生產(chǎn)工藝反應(yīng)①應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，因?yàn)楹竺鏁?huì)用到KClO溶液；
（2）工業(yè)上制取Cl₂，是通過(guò)電解飽和食鹽水的方法，化學(xué)方程式為2NaCl + 2H₂O 　2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑；
（3）K₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性的原因是Fe元素的化合價(jià)顯+6價(jià)，易得電子，具有強(qiáng)氧化性；
（4）溶液的質(zhì)量是100+61.6=161.6g，則溶液的體積為161.6g/1.47g/mL=110mL=0.11L,溶質(zhì)的物質(zhì)的量是61.6g/56g/mol=1.1mol，所以溶液的物質(zhì)的量濃度為1.1mol/0.11L=10mol/L；
（5）反應(yīng)①中通入過(guò)量的氯氣，所以氯氣有剩余，加入氫氧化鉀固體與過(guò)量的氯氣反應(yīng)，生成更多的KClO，為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物；所以答案選AC；
（6）反應(yīng)③中硝酸鐵與次氯酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鐵離子被氧化為FeO₄^2- ，次氯酸根離子被還原為氯離子，所以從“反應(yīng)液II”中分離出K₂FeO₄后，還會(huì)有副產(chǎn)品KNO₃、KCl，其中KNO₃可用于化肥，炸藥等；根據(jù)分析，反應(yīng)③中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為2Fe³⁺ + 3ClO^－ + 10 OH^－ ＝ 2FeO₄^2- + 3Cl^－+ 5H₂O；
（7）生成K₂FeO₄的同時(shí)還有氯化鉀生成，所以判斷K₂FeO₄晶體是否洗滌干凈就是判斷洗滌液中是否含有氯離子，判斷方法是取最后一次的洗滌液于試管中，先加稀硝酸、再加硝酸銀溶液，無(wú)白色沉淀則已被洗凈，反之則沉淀沒(méi)有洗滌干凈。₂FeO₄晶體洗滌干凈的方法