Question

高鐵酸鉀是一種高效多功能水處理劑．工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)，反應原理為：
①在堿性條件下，利用NaClO氧化Fe（NO₃）₃制得Na₂FeO₄；3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O
②Na₂FeO₄與KOH反應生成K₂FeO₄：Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH
主要的生產(chǎn)流程如下：

（1）寫出反應①的離子方程式______
（2）流程圖中“轉化”（反應③）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(chǎn)率都有影響．
圖1為不同的溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃不同質量濃度對K₂FeO₄生成率的影響；
圖2為一定溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃質量濃度最佳時，NaClO濃度對K₂FeO₄生成率的影響．
①工業(yè)生產(chǎn)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Fe（NO₃）₃加入過量，在堿性介質中K₂FeO₄與Fe³⁺發(fā)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）．ks*5*u
A．H₂O   B．CH₃COONa、異丙醇C．NH₄Cl、異丙醇   D．Fe（NO₃）₃、異丙醇．

Answer 1

【答案】分析：（1）由工藝流程可知，反應①為氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水．
（2）由流程圖可知，“轉化”（反應③）是Na₂FeO₄→K₂FeO₄，該轉化是在某低溫下進行的，說明此溫度下K₂FeO₄的溶解度小于Na₂FeO₄．
（3）①由圖1可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度一定，溫度在26℃時，K₂FeO₄的生成率最高．Fe（NO₃）₃濃度在375g/L時，K₂FeO₄的生成率最高，由圖2可知，NaClO在255g/L時，K₂FeO₄的生成率最高，據(jù)此計算Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質量濃度之比．
②由信息可知，堿性介質中K₂FeO₄與Fe³⁺發(fā)生氧化還原反應生成K₃FeO₄，根據(jù)元素守恒還應生成H₂O，反應中FeO₄^2-→FeO₄^3-，鐵元素化合價由+6價降低為+5價，總共降低1價，F(xiàn)e³⁺→FeO₄^3-，鐵元素化合價由+3價升高為+5價，總共升高2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，所以FeO₄^2-系數(shù)為2，F(xiàn)e³⁺系數(shù)為1，根據(jù)鐵元素守恒確定FeO₄^3-系數(shù)，根據(jù)電荷守恒確定OH^-系數(shù)，根據(jù)氫元素守恒確定H₂O系數(shù)，檢查氧元素守恒．
（4）K₂FeO₄ 在水溶液中易水解呈堿性，應選擇堿性非水溶液抑制K₂FeO₄水解，進行洗滌．
解答：解：（1）反應①為氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水，反應離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（2）由流程圖可知，“轉化”（反應③）是Na₂FeO₄→K₂FeO₄，該轉化是在某低溫下進行的，說明此溫度下K₂FeO₄的溶解度小于Na₂FeO₄，所以K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄）．
故答案為：＜．
（3）①由圖1可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度一定，溫度在26℃時，K₂FeO₄的生成率最高，故工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃．
由圖1可知，F(xiàn)e（NO₃）₃濃度在330g/L時，K₂FeO₄的生成率最高，由圖2可知，NaClO在2575g/L時，K₂FeO₄的生成率最高，所以Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質量濃度之比為330g/L：275g/L=6：5．
故答案為：26；6：5．
②由信息可知，堿性介質中K₂FeO₄與Fe³⁺發(fā)生氧化還原反應生成K₃FeO₄，根據(jù)元素守恒還應生成H₂O，反應中FeO₄^2-→FeO₄^3-，鐵元素化合價由+6價降低為+5價，總共降低1價，F(xiàn)e³⁺→FeO₄^3-，鐵元素化合價由+3價升高為+5價，總共升高2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，所以FeO₄^2-系數(shù)為2，F(xiàn)e³⁺系數(shù)為1，根據(jù)鐵元素守恒確定FeO₄^3-系數(shù)為3，根據(jù)電荷守恒確定OH^-系數(shù)8，根據(jù)氫元素守恒確定H₂O系數(shù)為4，反應離子方程式為2FeO₄^2-+Fe³⁺+8OH^-=3FeO₄^3-+4H₂O．
故答案為：2FeO₄^2-+Fe³⁺+8OH^-=3FeO₄^3-+4H₂O．
（4）K₂FeO₄ 在水溶液中易水解呈堿性，應選擇堿性非水溶液抑制K₂FeO₄水解，進行洗滌．
A．H₂O，不能抑制水解，且容易損失，故A錯誤；
B．CH₃COONa、異丙醇，能抑制水解，減少洗滌損失，故B正確；
C．NH₄Cl、異丙醇，不能抑制水解，促進水解，故C錯誤；
D．Fe（NO₃）₃、異丙醇，不能抑制水解，促進水解，故D錯誤．
故選：B．
點評：本題考查學生對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力、物質的分離提純等基本操作、氧化還原反應、溶度積等，難度中等，需要學生具有扎實的基礎知識及靈活運用知識、題目信息解決問題的能力．