高鐵*鉀(K2FeO4)是一種集強氧化*、吸附、絮凝於一體的新型多功能處理劑，其生產工藝如圖所示：　　已知K2...

問題詳情：

高鐵*鉀(K2FeO4)是一種集強氧化*、吸附、絮凝於一體的新型多功能處理劑，其生產工藝如圖所示：

已知K2FeO4具有下列*質：

①可溶於水、微溶於濃KOH溶液

②在0～5 ℃、強鹼*溶液中比較穩定

③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發生分解

④在**至鹼*條件下，能與水反應生成Fe(OH)3和O2

請完成下列填空：

(1)已知Cl2與KOH在較高温度下反應生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，生產KClO應在温度___________的情況下進行(填“較高”或“較低”)。

(2)生產K2FeO4的反應原理是：Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)，則該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為______________。

(3)K2FeO4在弱鹼*條件下能與水反應生成Fe(OH)3和O2，則該反應的化學方程式為________________。

(4)在“反應液Ⅰ”中加KOH固體的目的是___________。

A．為下一步反應提供反應物

B．與“反應液Ⅰ”中過量的Cl2繼續反應，生成更多的KClO

C．KOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利於提高反應速率

D．使副產物KClO3轉化為KCl

(5)製備K2FeO4時，須將90%的Fe(NO3)3溶液緩慢滴加到鹼*的KClO濃溶液中，並且不斷攪拌。採用這種混合方式的原因是_______________________ (答出1條即可)。

(6)從“反應液Ⅱ”中分離出K2FeO4晶體後，可以得到的副產品有________ (寫化學式)。

(7)工業上常用“間接*量法”測定高鐵*鉀樣品中高鐵*鉀的含量，其方法是：用鹼*的*化鉀溶液(pH為11～12)溶解3.96 g高鐵*鉀樣品，調節pH為1，避光放置40分鐘至反應完全(高鐵*根離子全部被還原成鐵離子)，再調節pH為3～4(弱**)。以1.0 mol/L的硫代硫**標準溶液為滴定劑進行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，當達到滴定終點時，用去硫代硫**標準溶液15.00 mL，則原高鐵*鉀樣品中高鐵*鉀的質量分數為______________。

【回答】

較低    3∶2    4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑    AB    減少K2FeO4在過量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低温、強鹼*溶液中比較穩定)    KNO3、KCl    25%   

【分析】

足量Cl2通入KOH溶液中，温度低時發生反應Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，向溶液I中加入KOH，使*氣完全反應，且將溶液轉化為鹼*溶液，只有鹼*條件下次**根離子才能和鐵離子發生氧化還原反應生成高鐵*根離子，除去KCl，得到鹼*的KClO濃溶液，向鹼*的KClO濃溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液，發生反應2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，得到溶液II，純化得到濕產品，將濕產品洗滌、乾燥得到晶體K2FeO4。

【詳解】

(1)由工藝流程可知，利用Fe(OH)3與KClO製備K2FeO4，由信息可知温度較高KOH與Cl2反應生成的是KClO3，在低温下KOH與Cl2反應生成的是KClO，所以應選擇温温度較低；

(2)生產K2FeO4的反應原理是：Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)，Fe(NO3)3為還原劑，KClO為氧化劑，根據得失電子守恆可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比為3：2；

(3)K2FeO4在弱鹼*條件下能與水反應生成Fe(OH)3和O2，反應的化學方程式為4K2FeO4+10H2O=8KOH+4 Fe(OH)3↓+3O2↑；

(4)A．Fe(NO3)3與KClO反應時，要消耗KOH，A正確；

B．根據生產工藝流程圖可知，第①步Cl2過量，加入KOH固體後會繼續反應生成KClO，B正確；

C．因温度較高時KOH 與Cl2反應生成的是KClO3，而不是KClO，C錯誤；

D．KClO3轉化為 KCl，化合價只降低不升高，不符合氧化還原反應原理，D錯誤；

(5)信息可知，K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發生分解，將90%的Fe(NO3)3溶液緩慢滴加到鹼*的KClO濃溶液中，並且不斷攪拌，可以減少K2FeO4在過量Fe3+作用下的分解；

(6)根據生產工藝流程圖，利用元素守恆可知，**鐵與次**鉀在鹼*條件下反應得溶液II中含有高鐵*鉀、**鉀和*化鉀，所以從溶液II中分離出K2FeO4後，同時得到副產品有KCl、KNO3；

(7)用鹼*的*化鉀溶液溶解高鐵*鉀樣品，調節pH為1，高鐵*根與*離子發生氧化還原反應，高鐵*根離子全部被還原成鐵離子，*離子被氧化成*，根據電子得失守恆有關係2FeO42-～3I2，再根據反應2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，得關係式2FeO42-～3I2～6Na2S2O3，所以高鐵*鉀的質量為×1.0mol/L×0.015L×198g/mol=0.99g，則原高鐵*鉀樣品中高鐵*鉀的質量分數為×100%=25%。

【點睛】

本題考查了實驗製備方案、氧化還原反應滴定及計算、物質的分離提純、對條件與*作的分析評價，學會應用題目提供的信息，並注意對信息的遷移運用，用關係式法和守恆方法分析解答題目，該題是對學生綜合能力的考查。

知識點：探究*實驗

題型：綜合題