Question

（15分）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。其生產工藝如下：

已知：①  2KOH + Cl₂ =" KCl" + KClO + H₂O（條件：溫度較低）
②  6KOH + 3Cl₂ =" 5KCl" + KClO₃ + 3H₂O（條件：溫度較高）
③  2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O
回答下列問題：
（1）該生產工藝應在             （填“溫度較高”或“溫度較低”）的情況下進行；
（2）寫出工業上制取Cl₂的化學方程式                                   ；
（3）K₂FeO₄可作為新型多功能水處理劑的原因                            ；
（4）與MnO_{2 —} Zn電池類似，K₂FeO_{4 —} Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，其電極反應式為________，該電池總反應的離子方程式為_____。
（5）在“反應液I ”中加KOH固體的目的是①            ，②               ；
（6）從“反應液II ”中分離出K₂FeO₄后，副產品是              （寫化學式）。

Answer 1

（1）溫度較低（2）2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑
（3）+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性，可殺菌消毒；還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe(OH)₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉。
（4）FeO₄^2-+3e^-+4H₂O= Fe(OH)₃+5OH^-；2FeO₄^2-+8H₂O+3Zn= 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^-
（5）與“反應液I”中過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO；為下一步反應提供反應物
（6）KNO₃  KCl

試題分析：（1）根據反應方程式可知：該生產工藝應在溫度較低的情況下進行；（2）在工業上一般用電解法制取氯氣。制取Cl₂的化學方程式為2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑。（3）K₂FeO₄中的Fe+6價，易得電子表現出強氧化性，可殺菌消毒；還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe(OH)₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉。因此可作為新型多功能水處理劑。（4）K₂FeO_{4 —} Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，其電極反應式是FeO₄^2-+3e^-+4H₂O= Fe(OH)₃+5OH^-；該電池總反應的離子方程式為2FeO₄^2-+8H₂O+3Zn= 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^-。（5）在“反應液I ”中加KOH固體的目的有兩個。①是與“反應液I”中過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO；②是為下一步反應提供反應物。（6）根據反應方程式2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O可知：從“反應液II ”中分離出K₂FeO₄后，副產品是KNO₃和KCl。