Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

已知：①2KOH + Cl₂ = KCl + KClO + H₂O（条件：温度较低）

②6KOH + 3Cl₂ = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O（条件：温度较高）

（1）该生产工艺应在              （填“温度较高”或“温度较低”）情况下进行；

（2）写出工业上制取Cl₂的化学方程式                                             ；

（3）在“反应液I”中加KOH固体的目的是                              ：

（4）加入硝酸铁溶液生成反应液Ⅱ的化学方程式：                                

（5）从“反应液Ⅱ”中分离出K₂FeO₄后，会有副产品                             （写化学式），它们都是重要的化工产品，具体说出其中一种物质的用途              。

（6）将适量K₂FeO₄溶解于pH＝4.74的溶液中，配制成c(FeO₄^2－) ＝1.0 mmol·L^－1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO₄^2－)的变化，结果见图。该实验的目的是             ；发生反应的△H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

 

Answer 1

【答案】

温度较低  （2）2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH（3）与“反应液I”中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO，为下一步反应提供反应物。（4）2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O（5）KNO₃  KCl。KNO₃是一种复合化肥。（6）研究温度对c(FeO₄^2－)(或FeO₄^2－水解反应)的影响  ＞。

【解析】

试题分析：（1）在温度较低下发生反应① 2KOH + Cl₂ = KCl + KClO + H₂O，在温度较高时发生反应② 6KOH+ 3Cl₂ = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O。现在要制备KClO。为了防止产生杂质KClO₃。所以反应要在温度较低下进行。（2）在工业上Cl₂是用电解饱和食盐水的方法制取的，反应的化学方程式是2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH。（3）在“反应液I”中要加KOH固体，目的是与反应液I中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO，为下一步反应提供反应物。4）加入硝酸铁溶液发生反应的化学方程式：2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O。（5）由反应方程式可看出：分离出K₂FeO₄后，会得到副产品KNO₃  KCl，它们都是重要的化工产品，其中KNO₃ KNO₃是一种复合化肥。用于农业生产，来达到增产、增收的目的。KCl可用于治疗糖尿病患者或高血压患者的的食用盐的添加剂等。（6）由图可看出：该实验的目的研究温度对c(FeO₄^2－)(或FeO₄^2－水解反应)的影响 。升高温度c(FeO₄^2－)降低。说明升高温度，水解平衡向消耗该物质的方向移动。即升高温度，催进盐的水解。所以水解反应是吸热反应。故△H＞0。

考点：考查集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂高铁酸钾（K₂FeO₄）的生产工艺及制取过程中涉及的化学反应原理的知识。