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    【题目】高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂，也是高能电池的电极材料。工业上，利用硫酸亚铁为原料，通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾，可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如下：

    回答下列问题：

    （1）有同学认为上述流程可以与氯碱工业联合。写出电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式 。

    （2）制备铁黄的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。实验测得反应溶液的pH、温度对铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择 ；pH大于4.5时铁黄产率降低的主要原因可能是 。

    （3）用高铁酸钾处理水时，不仅能消毒杀菌，还能除去水体中的H2S、NH3、CN－等，生成的氢氧化铁胶体粒子还能吸附水中悬浮杂质。试写出高铁酸钾处理含CN－废水时除去CN－的离子方程式 。

    （4）K2FeO4可作锌铁碱性高能电池的正极材料，电池反应原理：

    2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH。放电时负极材料是 ；充电时阳极的电极反应式为 。

    （5）已知：常温下，Kap[Fe(OH)3]=4.0×10－38。高铁酸钾的净水能力与废水的pH有关，当溶液pH=2时，废水中c(Fe3+)= mol·L－1。

    （6）如果上述流程中，铁元素总利用率为75%。利用1mol 2mol·L－1FeSO4溶液能制备纯度为90%的高铁酸钾 kg。

    【答案】

    （1）NaCl+H2ONaClO+H2↑；

    （2）1:4；40℃；酸性减弱，Fe(OH)3增多；

    （3）10FeO42－+6CN－+22H2O=10Fe(OH)3(胶体)+6CO32－+3N2↑+14OH－；

    （4）Zn；Fe(OH)3－3e－+5OH－=FeO42－+4H2O；

    （5）0.04；

    （6）330；

    【解析】

    试题分析：（1）电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式为NaCl+H2ONaClO+H2↑，故答案为：NaCl+H2ONaClO+H2↑；

    （2）硫酸亚铁与氧气反应生成铁黄(FeOOH)的反应中氧化剂为氧气，还原剂为硫酸亚铁，反应中铁的化合价由+2合成+3价，O元素的化合价由0价变成-2价，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为=，根据图像，40℃左右时，铁黄产率较高；pH大于4.5时生成了氢氧化铁，使得铁黄产率降低，故答案为：1:4；40℃；酸性减弱，Fe(OH)3增多；

    （3）高铁酸钾具有氧化性，可以将CN－氧化为氮气和二氧化碳而除去，本身被还原为氢氧化铁胶体，在碱性溶液中二氧化碳变成碳酸根离子，反应的方程式为10FeO42－+6CN－+22H2O=10Fe(OH)3(胶体)+6CO32－+3N2↑+14OH－，故答案为：10FeO42－+6CN－+22H2O=10Fe(OH)3(胶体)+6CO32－+3N2↑+14OH－；

    （4）根据2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH。锌反应中化合价升高被氧化，是负极；充电时阳极发生氧化反应，生成高铁酸根离子，电极反应式为Fe(OH)3－3e－+5OH－=FeO42－+4H2O，故答案为：Zn；Fe(OH)3－3e－+5OH－=FeO42－+4H2O；

    （5）pH=2时，c(OH-)=10-12mol/L，根据Kap[Fe(OH)3]=4.0×10－38， c(Fe3+)=mol/L=0.04mol/L，故答案为：0.04；

    （6）1mol 2mol·L－1FeSO4溶液中含有2mol FeSO4，根据铁元素守恒，生成高铁酸钾的质量=2mol×75%×198g/mol÷90%=330kg，故答案为：330。

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    B. 3υ（X）=2υ（Z）

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    （2）H3PO2具有较强的还原性，可以通过电解的方法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳离子交换膜和阴离子交换膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。

    ①阳极的电极反应式为_________。

    ②II 膜为___________（填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”）。

    ③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的交换膜，从而合并阳极室与产品室，其缺点是产品中混有______杂质。

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    ①B装置作用是 ；

    ②D和E装置能检验装置A的反应产物是 ；

    ③E装置中可能出现的现象是 。

    （2）乙同学提出，根据氧化还原反应，A中的气体产物可能还有CO2、SO2，为了验证他的猜想，结合上述装置并选择下列仪器设计方案(同一种仪器可重复使用)。

    ①气流从左至右，仪器连接顺序为A、F 。

    ②能证明有SO2的现象是 ；能证明有CO2的现象是 。

    ③除去SO2的离子方程式为 。

    （3）经试验检验气体产物有SO2、CO、CO2且气体体积之比为1：1：2，写出A中反应的化学方程式 。

    （4）利用重量法测定固体产物的质量之比，即将样品溶于足量的饱和碳酸钠溶液，过滤洗涤、干燥等。需要测定的物理量有 。(已知CaS与H2O反应生成Ca(OH)2和H2S)

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    （1）配平方程式：□CH3-CH=CH2+□NH3+□O2→□CH2=CH-CN+□H2O

    （2）写出上述反应式中X的同分异构体的结构简式 ；

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    请回答下列问题：

    （1）反应Ⅰ的△H1= (用具体数据表示)。

    （2）反应Ⅱ的△S (填＞或＜)0，一般在 情况下有利于该反应的进行。

    （3）反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多，下图1为某特定条件下，不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。

    ①其他条件相同时，为提高CO2的平衡转化率，生产中可以采取的措施是 (填提高或降低)水碳比。

    ②当温度高于190℃后，CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势，其原因是 。

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    A. 18g≤m≤128g B. 36g＜m＜180g

    C. 18g＜m＜128g D. 36g＜m≤180g

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