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17.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集強氧化性、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑,生產工藝如下:
已知:
①溫度較低時:2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O
②溫度較高時:6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O
③Fe(NO33+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)
(1)該生產應在溫度較低的情況下進行(填“較高”或“較低”);
(2)請配平反應③:
2Fe(NO33+3KClO+10KOH→2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O
(3)K2FeO4具有強氧化性的原因為Fe元素化合價為+6價,價態高,易得電子;
(4)在“反應液I”中加KOH固體的目的是AB;
A.為下一步反應提供反應物
B.與“反應液I”中過量的Cl2繼續反應,生成更多的KClO
C.KOH同體溶解時會放出較多的熱量,有利于提高反應速率
D.使副產物KClO3轉化為KClO
(5)從“反應液Ⅱ”中分離出K2FeO4晶體后,可以得到的副產品有KNO3、KCl(寫化學式).

分析 足量Cl2通入和KOH溶液中,溫度低時發生反應Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,向溶液I中加入KOH,使氯氣完全反應,且將溶液轉化為堿性溶液,只有堿性條件下次氯酸根離子才能和鐵離子發生氧化還原反應生成高鐵酸根離子,除去KCl得到堿性的KClO濃溶液,向堿性的KClO濃溶液中加入90%的Fe(NO33溶液,發生反應2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,得到溶液II,純化得到濕產品,將濕產品洗滌、干燥得到晶體K2FeO4
(1)由工藝流程及③可知,利用Fe(NO33與KClO制備K2FeO4,由信息②可知溫度較高KOH與Cl2 反應生成的是KClO3
(2)根據化合價升降法配平化學方程式;
(3)K2FeO4中鐵元素化合價為+6價,價態高,+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性;
(4)KOH和氯氣反應生成KClO,除去未反應的氯氣,且只有堿性條件下,鐵離子才能和次氯酸根離子發生氧化還原反應生成高鐵酸根離子;
(5)由工藝流程及題中信息③可知,從“反應液II”中分離出K2FeO4后,會有副產品KNO3、KCl.

解答 解:足量Cl2通入和KOH溶液中,溫度低時發生反應Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,向溶液I中加入KOH,使氯氣完全反應,且將溶液轉化為堿性溶液,只有堿性條件下次氯酸根離子才能和鐵離子發生氧化還原反應生成高鐵酸根離子,除去KCl得到堿性的KClO濃溶液,向堿性的KClO濃溶液中加入90%的Fe(NO33溶液,發生反應2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,得到溶液II,純化得到濕產品,將濕產品洗滌、干燥得到晶體K2FeO4,
(1)由工藝流程及③可知,利用Fe(NO33與KClO制備K2FeO4,由信息②可知溫度較高KOH與Cl2 反應生成的是KClO3.由信息①可知,在低溫下KOH與Cl2 反應生成的是KClO.故選擇低溫較低,
故答案為:較低;
(2)反應③中鐵元素從+3價升到+6價,氯元素從+1價降到-1價,根據化合價升降法及元素守恒可知反應方程式為:2Fe(NO33+3KClO+10KOH→2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O,
故答案為:2、3、10、2、6、3、5;
(3)K2FeO4中Fe元素化合價為+6價,價態高,易得電子,所以表現強氧化性,
故答案為:Fe元素化合價為+6價,價態高,易得電子;
(4)KOH和氯氣反應生成KClO,除去未反應的氯氣,且只有堿性條件下,鐵離子才能和次氯酸根離子發生氧化還原反應生成高鐵酸根離子,所以加入KOH的目的是除去氯氣且使溶液為后一步反應提供堿性,
故選AB;
(5)由工藝流程及題中信息③可知,從“反應液II”中分離出K2FeO4后,會有副產品KNO3、KCl,故答案為:KNO3、KCl.

點評 本題考查學生閱讀題目獲取信息的能力、對工藝流程的理解與條件的控制、對物質的量濃度理解等,難度中等,需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力,注意基礎知識的掌握.

練習冊系列答案
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2I2(s)+5O2(g)?2I2O5(s);△H 3
則△H 1=2.5△H2-0.5△H3(用含△H 2和△H 3的代數式表示).
(2)不同溫度下,向裝有足量I2O5固體的2L恒容密閉容器中通入2molCO,測得CO2的體積百分數φ(CO2)隨時間t變化曲線如圖.請回答:
①從反應開始至a點時,CO的平均反應速率為v(CO)=0.6mol•L-1•min-1,
b點時化學平衡常數的表達式Kb=$\frac{{c}^{5}(C{O}_{2})}{{c}^{5}(CO)}$.
②d點時,溫度不變,若將容器體積壓縮至原來的一半,請在圖中補充畫出CO2體積分數的變化曲線.
③下列說法正確的是AB.(填字母序號)
A.容器內氣體密度不變,表明反應達到平衡狀態
B.兩種溫度下,c點時體系中混合氣體的平均相對分子質量相等
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已知以下信息:


(-R1、-R2表示氫原子或烴基)
(1)物質A的結構簡式為
(2)物質D的結構簡式為CH3CH=CHCHO,寫出其中的含氧官能團醛基.
(3)寫出B和E反應生成DBP的化學方程式:
(4)B的同分異構體有很多,同時符合下列條件的所有同分異構體都有哪些?
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C.定容時俯視刻度線
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