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(chǎn)流程如下：
（1）KOH 與Cl₂反應(yīng)放熱，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度會(huì)逐漸升高，就會(huì)有KClO₃生成．所以，反應(yīng)①應(yīng)保持在

較低溫度

下進(jìn)行．若測(cè)得溶液I中KClO和KClO₃的物質(zhì)的量濃度之比為1：3，寫(xiě)出①反應(yīng)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(hào)）．
a．KOH固體溶解時(shí)會(huì)放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率
b．與溶液I中過(guò)量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO
c．為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境
d．使KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO
（3）從溶液II中分離出K₂FeO₄后，還得到副產(chǎn)品KNO₃、KCl，寫(xiě)出③中反應(yīng)的離子方程式為

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

．
（4）如何判斷K₂FeO₄晶體已經(jīng)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(wú)白色沉淀則已被洗凈

．
（5）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）與水反應(yīng)時(shí)，生成紅褐色膠體的同時(shí)釋放出一種具有氧化性的氣體單質(zhì)，該氣態(tài)單質(zhì)的化學(xué)式

O₂

，請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：

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

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題目信息、因在溫度較高時(shí)KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，所以在低溫下進(jìn)行，氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)發(fā)生變化確定產(chǎn)物以及電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)配平；
（2）根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過(guò)量，第③步需要堿性條件，在溫度較高時(shí)KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)有升有降；
（3）根據(jù)題目信息、氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)發(fā)生變化確定產(chǎn)物以及電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)配平；
（4）檢驗(yàn)最后一次的洗滌中無(wú)Cl^-即可；
（5）釋放出一種具有氧化性的氣體單質(zhì)是氧氣，根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子得失守恒配平；

解答：解：（1）在溫度較高時(shí)KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，所以在低溫下進(jìn)行，據(jù)題目信息、氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)發(fā)生變化確定產(chǎn)物有：KClO₃、KCl、H₂O，若測(cè)得溶液I中KClO和KClO₃的物質(zhì)的量濃度之比為1：3，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)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(shí)KOH 與Cl₂ 反應(yīng)生成的是KClO₃，而不是KClO，故a錯(cuò)誤；
b、根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過(guò)量，加入KOH固體后會(huì)繼續(xù)反應(yīng)生成KClO，故b正確；
c、第③步需要堿性條件，所以堿要過(guò)量，故c正確；
d、KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO，化合價(jià)只降不升，故d錯(cuò)誤；
故選：bc．
（3）據(jù)題目信息和氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)發(fā)生變化確定找出反應(yīng)物：Fe³⁺、ClO^-，生成物：FeO₄^2-、Cl^-，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)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(yàn)最后一次的洗滌中無(wú)Cl^-，即可證明K₂FeO₄晶體已經(jīng)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(wú)白色沉淀則已被洗凈．
（5）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）與水反應(yīng)時(shí)，生成紅褐色膠體的同時(shí)釋放出一種具有氧化性的氣體單質(zhì)為氧氣，根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒來(lái)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(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的制備主要考查了氧化還原反應(yīng)的知識(shí)、離子的檢驗(yàn)等，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力．