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．其生產(chǎn)工藝如下：
（1）反應①應在溫度較低的情況下進行．因在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃．寫出在溫度較高時KOH 與Cl₂反應的化學方程式6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O，當反應中轉(zhuǎn)移5mol電子時，消耗的氯氣是3mol．
（2）在反應液I中加入KOH固體的目的是A、C（填編號）．
A．與反應液I中過量的Cl₂繼續(xù)反應，生成更多的KClO
B．KOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應速率
C．為下一步反應提供堿性的環(huán)境
D．使KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO
（3）從溶液II中分離出K₂FeO₄后，還會有副產(chǎn)品KNO₃、KCl，則反應③中發(fā)生的離子反應方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（4）如何判斷K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈用試管取少量最后一次的洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀則已被洗凈．
（5）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）作為水處理劑的一個優(yōu)點是能與水反應生成膠體吸附雜質(zhì)，其離子反應是：4FeO₄²?+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-完成并配平上述反應的離子方程式．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目信息、氧化還原反應中化合價發(fā)生變化確定產(chǎn)物以及電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平；根據(jù)反應中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目可計算出參加反應的氯氣的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過量，第③步需要堿性條件，在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，氧化還原反應中化合價有升有降；
（3）根據(jù)題目信息、氧化還原反應中化合價發(fā)生變化確定產(chǎn)物以及電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平；
（4）檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-即可；
（5）根據(jù)氧化還原反應電子得失守恒配平；

解答 解：（1）據(jù)題目信息、氧化還原反應中化合價發(fā)生變化確定產(chǎn)物有：KClO₃、KCl、H₂O，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來配平，可得6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O，根據(jù)方程可知，每3mol氯氣參加反應則有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，
故答案為：6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O；3；
（2）A、根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過量，加入KOH固體后會繼續(xù)反應生成KClO，故A正確；
B、因溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，而不是KClO，故B錯誤；
C、第③步需要堿性條件，所以堿要過量，故C正確；
D、KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO，化合價只降不升，故D錯誤；
故選：A、C；
（3）據(jù)題目信息和氧化還原反應中化合價發(fā)生變化確定找出反應物：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）因只要檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-，即可證明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，所以操作為用試管取少量最后一次的洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀則已被洗凈，
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)量守恒來配平，可得4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-，
故答案為：4、10、4、3、8OH^-．

點評 本題結(jié)合高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的制備主要考查了氧化還原反應的知識、離子的檢驗等，培養(yǎng)了學生運用知識的能力，難度中等．