Question

【题目】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）

③2Fe（NO3）3 + 3KClO + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O

回答下列问题：

（1）该生产工艺应在______________（填“温度较高”或“温度较低”）情况下进行，从绿色化学的角度考虑通入氯气速率应________（填“较快”或“较慢”）；

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

（3）K2 FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是______________________；

（4）配制KOH溶液时，是在每100 mL水中溶解61．6 g KOH固体（该溶液的密度为1．47 g/mL），它的物质的量浓度为____________（保留整数）；

（5）在“反应液I”中加KOH固体的目的是__________：

A．与“反应液I”中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

C．为下一步反应提供反应物

D．使副产物KClO3转化为 KClO

（6）从“反应液II”中分离出K2FeO4后，会有副产品_____________（写化学式）。

（7）该工艺每得到1.98 kg K2FeO4，理论上消耗Cl2的物质的量为___________mol。

Answer 1

【答案】温度较低 较慢 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ K2FeO4具有强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物形成沉淀 10 mol/L AC KNO3 KCl 15

【解析】

根据该流程在温度较低下发生反应2KOH + Cl2 = KCl+ KClO + H2O，无副产物KClO3生成，再加入过量的KOH使Cl2充分反应，生成KClO，再与硝酸铁反应生成高铁酸钾。

(1)，在温度较高时发生反应②6KOH+ 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；从绿色化学的角度考虑，氯气的通过速率慢一些会使反应更加充分；

故答案为：温度较低，较慢；

(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+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；

故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；

(3) +6价的铁元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒，还原产物铁元素为+3价，在水中形成Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉；

故答案为：K2FeO4具有强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物形成沉淀；

(4) 溶液的质量=(100+61.6)g，溶液体积= =0.11L，n(KOH)= =1.1mol,物质的量浓度= =10mol/L；

故答案为：10mol/L；

(5) 在“反应液I”中加KOH固体的目的是使过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO，同时为下一步反应提供反应物；

故答案为：AC；

(6) 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，由反应方程式可看出：分离出K2FeO4后，会得到副产品KNO3和KCl；

故答案为： KNO3、KCl；

(7) 1.98 kg K2FeO4的物质的量为：=10mol，根据转化关系可知，Cl2 ——KClO——K2FeO4，即需要Cl215mol；

故答案为：15mol。