Question

2．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種比次氯酸鈉效率更高的新型多功能水處理劑．其生產(chǎn)工藝如圖：

請回答下列問題：
（1）K₂FeO₄溶于水的發(fā)生反應(yīng)：4K₂FeO₄+4H₂O═2Fe₂O₃+8KOH+3O₂↑，4K₂FeO₄+10H₂O═Fe（OH）₃（膠體）+8KOH+3O₂↑．則K₂FeO₄有消毒殺菌作用的原因是K₂FeO₄具有強氧化性，可殺菌消毒；可作凈水劑的原因是還原產(chǎn)物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物形成沉淀．
（2）寫出反應(yīng)①的離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）在溶液Ⅰ中加入KOH固體的作用有：a．為反應(yīng)③提供堿性條件；b．與“反應(yīng)液I”中過量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)生成KClO．
（4）溶液Ⅱ中分離K₂FeO₄后，還有副產(chǎn)品KNO₃、KCl，則反應(yīng)③中發(fā)生的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（5）如何判斷K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈？用試管取少量最后一次的洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀則已被洗凈．

Answer 1

分析 足量Cl₂通入和KOH溶液中，溫度低時發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，向溶液I中加入KOH固體，使氯氣完全反應(yīng)，且將溶液轉(zhuǎn)化為堿性溶液，只有堿性條件下次氯酸根離子才能和鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成高鐵酸根離子，除去KCl得到堿性的KClO濃溶液，向堿性的KClO濃溶液中加入90%的Fe（NO₃）₃溶液，發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，得到溶液II，純化得到濕產(chǎn)品，將濕產(chǎn)品洗滌、干燥得到晶體K₂FeO₄，
（1）K₂FeO₄具有強氧化性，可殺菌消毒，同時被還原形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物形成沉淀；
（2）由工藝流程可知，反應(yīng)①足量Cl₂通入和KOH溶液中，溫度低時發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）由工藝流程可知，反應(yīng)液I中有過量的Cl₂反應(yīng)，生成更多的KClO；
（4）根據(jù)溶液Ⅱ中分離K₂FeO₄后，還有副產(chǎn)品KNO₃、KCl，則Fe（NO₃）₃溶液與堿性KClO溶液反應(yīng)生成高鐵酸鉀和KNO₃、KCl，利用得失電子守恒可寫出離子方程式；
（5）檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-即可．

解答 解：（1）K₂FeO₄具有強氧化性，可殺菌消毒，同時被還原形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物形成沉淀，所以K₂FeO₄有消毒殺菌作用的原因是K₂FeO₄具有強氧化性，可殺菌消毒；可作凈水劑的原因是還原產(chǎn)物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物形成沉淀，
故答案為：K₂FeO₄具有強氧化性，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，可吸附水中懸浮物形成沉淀；
（2）由工藝流程可知，反應(yīng)①足量Cl₂通入和KOH溶液中，溫度低時發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）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KClO，
故答案為：與“反應(yīng)液I”中過量的Cl₂繼續(xù)反應(yīng)生成KClO；
（4）根據(jù)溶液Ⅱ中分離K₂FeO₄后，還有副產(chǎn)品KNO₃、KCl，則Fe（NO₃）₃溶液與堿性KClO溶液反應(yīng)生成高鐵酸鉀和KNO₃、KCl，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（5）因只要檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-，即可證明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，
故答案為：用試管取少量最后一次的洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀則已被洗凈．

點評 本題考查物質(zhì)的分離和提純，側(cè)重考查學(xué)生分析能力和思維的縝密性，涉及氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫，會從整體上分析物質(zhì)分離流程，知道每一步發(fā)生的反應(yīng)及基本操作，題目難度不大．