Question

13．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．其生產工藝如圖：

（1）反應①應在溫度較低的情況下進行．因在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃．那么在溫度較高時KOH 與Cl₂反應轉移5mol電子時，消耗氯氣3mol．
（2）在反應液I中加入KOH固體的目的是ac（填編號）．
a．與反應液I中過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO
b．KOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應速率
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，還會有副產品KNO₃、KCl，則反應③中發生的離子反應方程式為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）作為水處理劑的一個優點是能與水反應生成膠體吸附雜質，其離子反應是：4FeO₄²?+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-
完成并配平上述反應的離子方程式．

Answer 1

分析 （1）根據題目信息，在溫度較高時KOH 與Cl₂反應方程式為6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O，根據反應中電子轉移數目計算氯氣的物質的量；
（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）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反應方程式為6KOH+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O，在該反應中Cl₂既是氧化劑又是還原劑，每3摩爾氯氣反應可以轉移5mol電子，所以反應轉移5mol電子時，消耗的氯氣是3mol，
故答案為：3；
（2）a、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A正確；
b、因溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，而不是KClO，故B錯誤；
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：ac；
（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）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：4；10；4；3；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．