I．高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性.吸附.絮凝于一体的新型多功能水处理剂.生产工艺如图1:已知:①温度较低时:2KOH+Cl2→KCl+KClO+H2O②温度较高时:6KOH+3Cl2→5KCl+KClO3+3H2O③Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(1)该生产应在温度较低的情况下进行．(2)请配平反应③并� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

1．I．高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂，生产工艺如图1：

已知：
①温度较低时：2KOH+Cl₂→KCl+KClO+H₂O
②温度较高时：6KOH+3Cl₂→5KCl+KClO₃+3H₂O
③Fe（NO₃）₃+KClO+KOH→K₂FeO₄+KNO₃+KCl+H₂O（未配平）
（1）该生产应在温度较低的情况下进行（填“较高”或“较低”）．
（2）请配平反应③并回答有关问题：
2Fe（NO₃）₃+3KClO+10KOH→2K₂FeO₄+6KNO₃+3KCl+5H₂O
当生成396克K₂FeO₄理论上需要67.2L Cl₂（标况下），整个过程中转移的电子数目为6mol．
（3）在“反应液I”中加KOH固体的目的是A、B．
A．为下一步反应提供反应物
B．与“反应液I”中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO
C．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
D．使副产物KClO₃转化为 KClO
II．由于Fe（OH）₂极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色、纯净的Fe（OH）₂沉淀．应用如图2的电解实验可制得纯净的Fe（OH）₂沉淀．两电极的材料分别为石墨和铁．
（1）a电极材料应为Fe，电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺．
（2）电解液c可以是BC．（填编号）
A．纯水    B．NaCl溶液    C．NaOH溶液    D．CuCl₂溶液
（3）d是苯（C₆H₆），其作用为隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化．
（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是B、C．（填编号）
A．改用稀硫酸做电解液       B．适当增大电源的电压
C．适当减小两电极间距离     D．适当降低电解液的温度
（5）若c用Na₂SO₄溶液，当电解一段时间看到白色Fe（OH）₂沉淀后，再反接电源电解，除在电极上可以看到气泡外，混合物中另一明显现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色．

分析 I．足量Cl₂通入和KOH溶液中，温度低时发生反应Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，向溶液I中加入KOH，使氯气完全反应，且将溶液转化为碱性溶液，只有碱性条件下次氯酸根离子才能和铁离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，除去KCl得到碱性的KClO浓溶液，向碱性的KClO浓溶液中加入90%的Fe（NO₃）₃溶液，发生反应2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，得到溶液II，纯化得到湿产品，将湿产品洗涤、干燥得到晶体K₂FeO₄．
（1）由工艺流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃与KClO制备K₂FeO₄，由信息②可知温度较高KOH与Cl₂ 反应生成的是KClO₃；
（2）根据化合价升降法配平化学方程式；根据反应Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O和2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，可得关系式2K₂FeO₄～3Cl₂，根据关系式可计算出氯气的物质的量；
（3）KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子；
II．（1）制纯净的Fe（OH）₂沉淀，则Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极；
（2）纯水导电性太差，影响物质的制备，而NaCl、NaOH溶液中氢离子放电，可生成Fe（OH）₂沉淀，电解液为CuCl₂溶液，发生Fe+CuCl₂=Cu+CuCl₂；
（3）苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化；
（4）短时间内看到白色沉淀，增大反应的速率即可；
（5）反接电源时，电解方程式是2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，生成的O₂会将Fe（OH）₂氧化．

解答解：I．（1）由工艺流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃与KClO制备K₂FeO₄，由信息②可知温度较高KOH与Cl₂ 反应生成的是KClO₃．由信息①可知，在低温下KOH与Cl₂ 反应生成的是KClO．故选择低温较低，
故答案为：温度较低；
（2）反应③中铁元素从+3价升到+6价，氯元素从+1价降到-1价，根据化合价升降法及元素守恒可知反应方程式为：2Fe（NO₃）₃+3KClO+10KOH→2K₂FeO₄+6KNO₃+3KCl+5H₂O，根据反应Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O和2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，可得关系式2K₂FeO₄～3Cl₂，396克 K₂FeO₄的物质的量为2mol，根据关系式可知氯气的物质的量为3mol，标况下体积为3mol×22.4mol/L=67.2L，反应③中铁元素从+3价升到+6价，2molK₂FeO₄转移的电子数目为6mol，
故答案为：2、3、10、2、6、3、5；67.2L；6mol；
（3）KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，所以加入KOH的目的是除去氯气且使溶液为后一步反应提供碱性，
故答案为：A、B；
II．（1）制纯净的Fe（OH）₂沉淀，则Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极，发生的电极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案为：Fe；Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）纯水导电性太差，影响物质的制备，而NaCl、NaOH溶液中氢离子放电，可生成Fe（OH）₂沉淀，电解液为CuCl₂溶液，发生Fe+CuCl₂=Cu+CuCl₂，则电解液c可选择BC，
故答案为：BC；
（3）苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，为防止氢氧化亚铁被氧化，
故答案为：隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化；
（4）短时间内看到白色沉淀，适当增大电源电压、适当缩小两电极间距离可增大反应的速率，而改用稀硫酸不能生成沉淀，降低温度反应速率减慢，
故答案为：B、C；
（5）反接电源时，电解方程式是2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，生成的O₂会将Fe（OH）₂氧化，其现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，
故答案为：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色．

点评本题考查学生阅读题目获取信息的能力、对工艺流程的理解与条件的控制、氧化还原反应的应用、电化学知识的应用等，题目难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力，注意基础知识的掌握．

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