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MnO2 — Zn電池類似，K2FeO4 — 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）FeO42-+3e-+4H2O= Fe(OH)3+5OH-；2FeO42-+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

【解析】

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）K2FeO4 — 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FeO42-+3e-+4H2O= Fe(OH)3+5OH-；該電池總反應的離子方程式為2FeO42-+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。

考點：考查反應條件的選擇、物質的制取方法、方程式與電極式的書寫等知識。