Question

【題目】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。其生產工藝如下：

已知：①2KOH＋Cl2＝KCl＋KClO＋H2O（條件：溫度較低）

②6KOH＋3Cl2 ＝5KCl＋KClO3＋3H2O（條件：溫度較高）

回答下列問題：

(1)該生產工藝應在______________（填“溫度較高”或“溫度較低”）的情況下進行；

(2)在溶液I中加入KOH固體的目的是________（填編號）。

A．與溶液I中過量的Cl2繼續反應，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境

D．使KClO3轉化為 KClO

(3)從溶液II中分離出K2FeO4后，還會有副產品KNO3、KCl，則反應③中發生的離子反應方程式為________________________________________ 。

(4)如何判斷K2FeO4晶體已經洗滌干凈________________________________。

(5)高鐵酸鉀（K2FeO4）作為水處理劑的一個優點是能與水反應生成膠體吸附雜質，配平該反應的離子方程式：_____________________________________________。

Answer 1

【答案】溫度較低AC2Fe3+ + 3ClO－ + 10OH－ ＝ 2FeO42- + 3Cl－+ 5H2O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4FeO42- + 10H2O == 4Fe(OH)3（膠體）+ 3O2↑ + 8OH－

【解析】

氫氧化鉀溶液中充入足量氯氣，在溫度較低的條件下反應生成氯化鉀、次氯酸鉀和水，加入氫氧化鉀固體除去KCl，得到堿性KClO的濃溶液，加入90%硝酸鐵溶液發生反應生成高鐵酸鉀溶液Ⅱ純化得到濕產品，洗滌干燥得到K2FeO4晶體，以此解答。

（1）由工藝流程及③可知，利用硝酸鐵與KClO制備高鐵酸鉀，由信息②可知溫度較高KOH與氯氣反應生成的是氯酸鉀。由信息①可知，在低溫下KOH與氯氣反應生成的是KClO。故選擇溫度較低；

因此，本題正確答案是：溫度較低；
（2）由工藝流程可知，反應液I中有過量的氯氣反應，加KOH固體的目的是與過量的氯氣繼續反應，生成更多的KClO。
A.與過量的氯氣繼續反應，生成更多的KClO，故A正確；
B.由信息②可知溫度較高KOH與氯氣反應生成的是氯酸鉀，不利用KClO生成、浪費原料，故B錯誤；
C.由工藝流程及③可知，利用硝酸鐵與KClO制備高鐵酸鉀，故C正確；
D.由信息可知，該條件下氯酸鉀不能轉化為KClO，故D錯誤。
故選A、C；

因此，本題正確答案是：AC；

（3）據題目信息和氧化還原反應中化合價發生變化確定找出反應物：Fe3+、ClO-，生成物：FeO42-、Cl-，根據電子得失守恒和質量守恒來配平，反應③中發生的離子反應方程式為2Fe3+ + 3ClO－ + 10OH－ ＝ 2 FeO42-+ 3Cl－+ 5H2O；

因此，本題正確答案是：2Fe3+ + 3ClO－ + 10OH－ ＝2FeO42- + 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，無白色沉淀則已被洗凈。

（5）高鐵酸鉀（K2FeO4）與水反應時，生成生成氫氧化鐵膠體吸附雜質，鐵元素被還原，可判斷氧化產物為O2,根據電子得失守恒和質量守恒來配平，可得4FeO42- + 10H2O = 4Fe(OH)3（膠體）+ 3O2↑ + 8OH－，

因此，本題正確答案是：4FeO42- + 10H2O = 4Fe(OH)3（膠體）+ 3O2↑ + 8OH－。