Question

【题目】Cl2是一种常用的自来水消毒剂，高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型，高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出．

Ⅰ：下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）．

（1）装置B中饱和食盐水的作用是____________；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象__________________________。

（2）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中I、II、III依次放入__________。

	a	b	c	d
I	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
II	碱石灰	硅胶	浓硫酸	无水氯化钙
III	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

II：制备高铁酸钾的方法有干法和湿法。

（3）干法制备高铁酸钾的主要反应为：

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

①该反应中的还原剂是_______，每生成lmolNa2FeO4转移____个电子。

②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用________________________________，

（4）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种数粒：Fe(OH)3、C1O－、OH－、FeO42-、C1－、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：____________________________________。

Answer 1

【答案】 除去Cl2中的HCl 锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 D Na2O2和FeSO4 5 NA 高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降 2Fe(OH)3+ 3ClO-+ 4OH-= 2FeO42-+ 3Cl-+ 5H2O

【解析】Ⅰ．（1）氯化氢极易溶于氯化钠溶液，但氯气不易溶于氯化钠溶液；若发生堵塞，气体压强增大易导致液面上升；
（3）验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性；碱石灰不能干燥氯气、U形管中干燥剂应是固体；II：（3）①2FeSO4+6Na2O2═2NaFeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中Fe元素的化合价升高，O元素的化合价既有降低又有升高，由化合价的变化计算转移的电子数；
②K2FeO4中Fe元素的化合价为+6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解；
（4）①湿法制备高铁酸钾（K2FeO4），可知Fe(OH)3被氧化为FeO42-，铁元素化合价升高，则氯元素化合价降低，一定是C1O－被还原为C1－。

解析：Ⅰ．（1）反应过程中氯化氢和水蒸气是氯气中 的杂质，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的压强增大，锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，Ⅱ中是干燥剂，III中放湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性，所以C中应是干燥的有色布条，故ab错误；U形管中干燥剂应是固体，故c错误，故选d；
Ⅱ．（1）①2FeSO4+6Na2O2═2NaFeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2 ↑，FeSO4中Fe元素、Na2O2中O元素的化合价升高及升高又降低，则还原剂为Na2O2、FeSO4，由降低O元素可知每生成1mo1Na2FeO4转移的电子数为1mol×5×（2-1）=5mol，则转移电子数为5NA；
②K2FeO4中Fe元素的化合价为+6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性能吸附除去水中的悬浮杂质;

（2）可知Fe(OH)3被氧化为FeO42-，铁元素化合价升高，则氯元素化合价降低，一定是C1O－被还原为C1－，该离子反应为2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-═2FeO42-+3C1-+5H2O。