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)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(chǎn)工藝應(yīng)在             （填“溫度較高”或“溫度較低”）的情況下進(jìn)行；
（2）寫出工業(yè)上制取Cl₂的化學(xué)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(yīng)式為________，該電池總反應(yīng)的離子方程式為_____。
（5）在“反應(yīng)液I ”中加KOH固體的目的是①            ，②               ；
（6）從“反應(yīng)液II ”中分離出K₂FeO₄后，副產(chǎn)品是              （寫化學(xué)式）。

Answer 1

（1）溫度較低（1分）
（2）2NaCl + 2H₂O  2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（2分）
（3）+6價的Fe元素易得電子表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒；（1分）還原產(chǎn)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。（1分）
（4）FeO₄^2-+3e^-+4H₂OFe(OH)₃+5OH^－；（2分）
2FeO₄^2－+8H₂O+3Zn 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^－（2分）
（5）與“反應(yīng)液I”中過量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO；為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物（各2分）
（6）KNO₃  KCl（2分）

解析試題分析：（1）由工藝流程及③可知，利用Fe(NO₃)₃與KClO制備K₂FeO₄，由信息②可知溫度較高KOH與Cl₂反應(yīng)生成的是KClO₃．由信息①可知，在低溫下KOH與Cl₂反應(yīng)生成的是KClO．故選擇低溫較低，故答案為：溫度較低；
（2）工業(yè)是利用電解飽和食鹽水制取氯氣．反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，價態(tài)高，易得電子，表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，+6價的Fe元素易得電子表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒；還原產(chǎn)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使泥沙聚沉；
（4）原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式為：①FeO₄^2－+3eˉ+4H₂OFe(OH)₃+5OH^－；負(fù)極電極反應(yīng)為：②Zn-2e^－+2OH^－Zn(OH)₂；依據(jù)電極反應(yīng)的電子守恒，①×2+②×3合并得到電池反應(yīng)為：3Zn+2FeO₄^2－+8H₂O3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4OH^－，
（5）由工藝流程可知，反應(yīng)液I中有過量的Cl₂反應(yīng)，加KOH固體的目的是與過量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO．為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物；
（6）由工藝流程及③可知，從“反應(yīng)液II”中分離出K₂FeO₄后，會有副產(chǎn)品KNO₃、KCl．
考點：考查對工藝流程的理解。