Question

【题目】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。其生产工艺如下：

已知：①2KOH＋Cl2＝KCl＋KClO＋H2O（条件：温度较低）

②6KOH＋3Cl2 ＝5KCl＋KClO3＋3H2O（条件：温度较高）

回答下列问题：

(1)该生产工艺应在______________（填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；

(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是________（填编号）。

A．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

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，还会有副产品KNO3、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为________________________________________ 。

(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净________________________________。

(5)高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：_____________________________________________。

Answer 1

【答案】温度较低AC2Fe3+ + 3ClO－ + 10OH－ ＝ 2FeO42- + 3Cl－+ 5H2O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4FeO42- + 10H2O == 4Fe(OH)3（胶体）+ 3O2↑ + 8OH－

【解析】

氢氧化钾溶液中充入足量氯气，在温度较低的条件下反应生成氯化钾、次氯酸钾和水，加入氢氧化钾固体除去KCl，得到碱性KClO的浓溶液，加入90%硝酸铁溶液发生反应生成高铁酸钾溶液Ⅱ纯化得到湿产品，洗涤干燥得到K2FeO4晶体，以此解答。

（1）由工艺流程及③可知，利用硝酸铁与KClO制备高铁酸钾，由信息②可知温度较高KOH与氯气反应生成的是氯酸钾。由信息①可知，在低温下KOH与氯气反应生成的是KClO。故选择温度较低；

因此，本题正确答案是：温度较低；
（2）由工艺流程可知，反应液I中有过量的氯气反应，加KOH固体的目的是与过量的氯气继续反应，生成更多的KClO。
A.与过量的氯气继续反应，生成更多的KClO，故A正确；
B.由信息②可知温度较高KOH与氯气反应生成的是氯酸钾，不利用KClO生成、浪费原料，故B错误；
C.由工艺流程及③可知，利用硝酸铁与KClO制备高铁酸钾，故C正确；
D.由信息可知，该条件下氯酸钾不能转化为KClO，故D错误。
故选A、C；

因此，本题正确答案是：AC；

（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：FeO42-、Cl-，根据电子得失守恒和质量守恒来配平，反应③中发生的离子反应方程式为2Fe3+ + 3ClO－ + 10OH－ ＝ 2 FeO42-+ 3Cl－+ 5H2O；

因此，本题正确答案是：2Fe3+ + 3ClO－ + 10OH－ ＝2FeO42- + 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，生成生成氢氧化铁胶体吸附杂质，铁元素被还原，可判断氧化产物为O2,根据电子得失守恒和质量守恒来配平，可得4FeO42- + 10H2O = 4Fe(OH)3（胶体）+ 3O2↑ + 8OH－，

因此，本题正确答案是：4FeO42- + 10H2O = 4Fe(OH)3（胶体）+ 3O2↑ + 8OH－。