Question

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．其生產流程如下：
（1）KOH 與Cl₂反應放熱，隨著反應的進行，溫度會逐漸升高，就會有KClO₃生成．所以，反應①應保持在

較低溫度

下進行．若測得溶液I中KClO和KClO₃的物質的量濃度之比為1：3，寫出①反應的離子方程式

20OH^-+10Cl₂

△   .

3ClO₃^-+ClO^-+16Cl^-+10H₂O

．
（2）在溶液I中加入KOH固體的目的是

bc

（填編號）．
a．KOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應速率
b．與溶液I中過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO
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，還得到副產品KNO₃、KCl，寫出③中反應的離子方程式為

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

．
（4）如何判斷K₂FeO₄晶體已經洗滌干凈

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，生成紅褐色膠體的同時釋放出一種具有氧化性的氣體單質，該氣態單質的化學式

O₂

，請寫出反應的離子方程式：

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

．

Answer 1

分析：（1）根據題目信息、因在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，所以在低溫下進行，氧化還原反應中化合價發生變化確定產物以及電子得失守恒和質量守恒來配平；
（2）根據生產工藝流程圖，第①步氯氣過量，第③步需要堿性條件，在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，氧化還原反應中化合價有升有降；
（3）根據題目信息、氧化還原反應中化合價發生變化確定產物以及電子得失守恒和質量守恒來配平；
（4）檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-即可；
（5）釋放出一種具有氧化性的氣體單質是氧氣，根據氧化還原反應電子得失守恒配平；

解答：解：（1）在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，所以在低溫下進行，據題目信息、氧化還原反應中化合價發生變化確定產物有：KClO₃、KCl、H₂O，若測得溶液I中KClO和KClO₃的物質的量濃度之比為1：3，根據電子得失守恒和質量守恒來配平，可得20OH^-+10Cl₂

△   .

3ClO₃^-+ClO^-+16Cl^-+10H₂O；
故答案為：較低溫度，20OH^-+10Cl₂

△   .

3ClO₃^-+ClO^-+16Cl^-+10H₂O；
（2）a、因溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，而不是KClO，故a錯誤；
b、根據生產工藝流程圖，第①步氯氣過量，加入KOH固體后會繼續反應生成KClO，故b正確；
c、第③步需要堿性條件，所以堿要過量，故c正確；
d、KClO₃轉化為 KClO，化合價只降不升，故d錯誤；
故選：bc．
（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：FeO₄^2-、Cl^-，根據電子得失守恒和質量守恒來配平，可得2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+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，生成紅褐色膠體的同時釋放出一種具有氧化性的氣體單質為氧氣，根據電子得失守恒和質量守恒來配平，可得4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-．
故答案為：O₂，4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-；

點評：本題結合高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的制備主要考查了氧化還原反應的知識、離子的檢驗等，培養了學生運用知識的能力．