Question

高鐵酸鉀是一種高效的多功能的水處理劑．工業上常采用NaClO氧化法生產，原理為：3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O，Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，主要的生產流程如下：

（1）寫出反應①的離子方程式______．
（2）流程圖中“轉化”是在某低溫下進行的，說明此溫度下K_sp（K₂FeO₄）______K_sp（Na₂FeO₄）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）反應的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產率都有影響．
圖1為不同的溫度下，Fe（NO₃）₃不同質量濃度對K₂FeO₄生成率的影響；
圖2為一定溫度下，Fe（NO₃）₃質量濃度最佳時，NaClO濃度對K₂FeO₄生成率的影響．
①工業生產中最佳溫度為______℃，此時Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質量濃度之比為______．
②若NaClO加入過量，氧化過程中會生成Fe（OH）₃，寫出該反應的離子方程式：______．
③若Fe（NO₃）₃加入過量，在堿性介質中K₂FeO₄與Fe³⁺發生氧化還原反應生成K₃FeO₄，此反應的離子方程式：______．
（4）K₂FeO₄ 在水溶液中易水解：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．在“提純”K₂FeO₄中采用重結晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用______溶液（填序號）．
A．H₂O　 B．CH₃COONa、異丙醇　 C．NH₄Cl、異丙醇　 D．Fe（NO₃）₃、異丙醇．

Answer 1

解：（1）氯氣是酸性氣體，能和燒堿溶液反應，反應實質為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）根據反應Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH可知，反應生成溶解度更小的物質，說明此溫度下K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄），故答案為：＜；
（3）①尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應速率快，生成高鐵酸鉀的產率較大兩方面，所以工業生產中最佳溫度為26℃，因為在該溫度下生成高鐵酸鉀的產率最大，此時Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質量濃度之比為=1.2，故答案為：26；1.2；
②若NaClO加入過量，氧化過程中會生成Fe（OH）₃，原因是NaClO水解呈堿性，Fe（NO₃）₃水解呈酸性，二者發生互促水解，反應的離子方程式為3ClO^-+Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO，
故答案為：3ClO^-+Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO；
③堿性介質中K₂FeO₄與Fe³⁺發生氧化還原反應生成K₃FeO₄，反應的離子方程式為2FeO₄^2-+Fe³⁺+8OH^-=3FeO₄^3-+4H₂O，故答案為：2FeO₄^2-+Fe³⁺+8OH^-=3FeO₄^3-+4H₂O；
（4）為抑制K₂FeO₄的水解，應在堿性條件下洗滌，可用CH₃COONa，為防止K₂FeO₄的溶解，可用異丙醇洗滌，故答案為：B．
分析：（1）氯氣是酸性氣體，能和燒堿溶液反應生成NaCl和NaClO；
（2）從難溶電解質的沉淀轉化的角度分析；
（3）①尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應速率快，生成高鐵酸鉀的產率較大兩方面；
②從鹽類的水解角度分析；
③根據反應物和生成物書寫反應的離子方程式；
（4）選擇的洗滌劑應能抑制K₂FeO₄的水解，并注意減少K₂FeO₄的溶解．
點評：本題考查物質的制備方案的設計，題目難度中等，解答本題時注意把握題給信息，學習中注重知識遷移能力的培養．