Question

（15分）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：①  2KOH + Cl₂ =" KCl" + KClO + H₂O（条件：温度较低）
②  6KOH + 3Cl₂ =" 5KCl" + KClO₃ + 3H₂O（条件：温度较高）
③  2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O
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）写出工业上制取Cl₂的化学方程式                                   ；
（3）K₂FeO₄可作为新型多功能水处理剂的原因                            ；
（4）与MnO_{2 —} Zn电池类似，K₂FeO_{4 —} Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为_____。
（5）在“反应液I ”中加KOH固体的目的是①            ，②               ；
（6）从“反应液II ”中分离出K₂FeO₄后，副产品是              （写化学式）。

Answer 1

（1）温度较低（2）2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑
（3）+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe(OH)₃胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。
（4）FeO₄^2-+3e^-+4H₂O= Fe(OH)₃+5OH^-；2FeO₄^2-+8H₂O+3Zn= 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^-
（5）与“反应液I”中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO；为下一步反应提供反应物
（6）KNO₃  KCl

试题分析：（1）根据反应方程式可知：该生产工艺应在温度较低的情况下进行；（2）在工业上一般用电解法制取氯气。制取Cl₂的化学方程式为2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑。（3）K₂FeO₄中的Fe+6价，易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe(OH)₃胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。因此可作为新型多功能水处理剂。（4）K₂FeO_{4 —} Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式是FeO₄^2-+3e^-+4H₂O= Fe(OH)₃+5OH^-；该电池总反应的离子方程式为2FeO₄^2-+8H₂O+3Zn= 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^-。（5）在“反应液I ”中加KOH固体的目的有两个。①是与“反应液I”中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO；②是为下一步反应提供反应物。（6）根据反应方程式2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O可知：从“反应液II ”中分离出K₂FeO₄后，副产品是KNO₃和KCl。