Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．其生产流程如下：
（1）KOH 与Cl₂反应放热，随着反应的进行，温度会逐渐升高，就会有KClO₃生成．所以，反应①应保持在

较低温度

下进行．若测得溶液I中KClO和KClO₃的物质的量浓度之比为1：3，写出①反应的离子方程式

20OH^-+10Cl₂

△   .

3ClO₃^-+ClO^-+16Cl^-+10H₂O

．
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是

bc

（填编号）．
a．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
b．与溶液I中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO
c．为下一步反应提供碱性的环境
d．使KClO₃转化为 KClO
（3）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，还得到副产品KNO₃、KCl，写出③中反应的离子方程式为

2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O

．
（4）如何判断K₂FeO₄晶体已经洗涤干净

用试管取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净

．
（5）高铁酸钾（K₂FeO₄）与水反应时，生成红褐色胶体的同时释放出一种具有氧化性的气体单质，该气态单质的化学式

O₂

，请写出反应的离子方程式：

4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-

．

Answer 1

分析：（1）根据题目信息、因在温度较高时KOH 与Cl₂ 反应生成的是KClO₃，所以在低温下进行，氧化还原反应中化合价发生变化确定产物以及电子得失守恒和质量守恒来配平；
（2）根据生产工艺流程图，第①步氯气过量，第③步需要碱性条件，在温度较高时KOH 与Cl₂ 反应生成的是KClO₃，氧化还原反应中化合价有升有降；
（3）根据题目信息、氧化还原反应中化合价发生变化确定产物以及电子得失守恒和质量守恒来配平；
（4）检验最后一次的洗涤中无Cl^-即可；
（5）释放出一种具有氧化性的气体单质是氧气，根据氧化还原反应电子得失守恒配平；

解答：解：（1）在温度较高时KOH 与Cl₂ 反应生成的是KClO₃，所以在低温下进行，据题目信息、氧化还原反应中化合价发生变化确定产物有：KClO₃、KCl、H₂O，若测得溶液I中KClO和KClO₃的物质的量浓度之比为1：3，根据电子得失守恒和质量守恒来配平，可得20OH^-+10Cl₂

△   .

3ClO₃^-+ClO^-+16Cl^-+10H₂O；
故答案为：较低温度，20OH^-+10Cl₂

△   .

3ClO₃^-+ClO^-+16Cl^-+10H₂O；
（2）a、因温度较高时KOH 与Cl₂ 反应生成的是KClO₃，而不是KClO，故a错误；
b、根据生产工艺流程图，第①步氯气过量，加入KOH固体后会继续反应生成KClO，故b正确；
c、第③步需要碱性条件，所以碱要过量，故c正确；
d、KClO₃转化为 KClO，化合价只降不升，故d错误；
故选：bc．
（3）据题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化确定找出反应物：Fe³⁺、ClO^-，生成物：FeO₄^2-、Cl^-，根据电子得失守恒和质量守恒来配平，可得2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
故答案为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
（4）因只要检验最后一次的洗涤中无Cl^-，即可证明K₂FeO₄晶体已经洗涤干净．
故答案为：用试管取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净．
（5）高铁酸钾（K₂FeO₄）与水反应时，生成红褐色胶体的同时释放出一种具有氧化性的气体单质为氧气，根据电子得失守恒和质量守恒来配平，可得4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-．
故答案为：O₂，4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-；

点评：本题结合高铁酸钾（K₂FeO₄）的制备主要考查了氧化还原反应的知识、离子的检验等，培养了学生运用知识的能力．