题目内容

10．高锰酸钾是一种高效多功能水处理剂．工业上常采用NaClO氧化法生产，反应原理为：
①碱性条件下，利用NaClO氧化Fe（NO3）3制得Na2FeO4．
3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH═2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下：

（1）写出反应①的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（2）流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．

图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响．
①工业生产中最佳温度为26℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为6：5．
②若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．

分析 （1）由工艺流程可知，反应①为氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水；
（2）由流程图可知，“转化”（反应③）是Na2FeO4→K2FeO4，该转化是在某低温下进行的，说明此温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4；
（3）①由图1可知，Fe（NO3）3浓度一定，温度在26℃时，K2FeO4的生成率最高．Fe（NO3）3浓度在375g/L时，K2FeO4的生成率最高，由图2可知，NaClO在255g/L时，K2FeO4的生成率最高，据此计算Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比；
②由信息可知，碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，根据元素守恒还应生成H2O，反应中FeO42-→FeO43-，铁元素化合价由+6价降低为+5价，总共降低1价，Fe3+→FeO43-，铁元素化合价由+3价升高为+5价，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为2，所以FeO42-系数为2，Fe3+系数为1，根据铁元素守恒确定FeO43-系数，根据电荷守恒确定OH-系数，根据氢元素守恒确定H2O系数，检查氧元素守恒．

解答 解：（1）反应①为氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水，反应离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（2）由流程图可知，“转化”（反应③）是Na2FeO4→K2FeO4，该转化是在某低温下进行的，说明此温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，所以Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4），故答案为：＜；
（3）①由图1可知，Fe（NO3）3浓度一定，温度在26℃时，K2FeO4的生成率最高，故工业生产中最佳温度为26℃．
由图1可知，Fe（NO3）3浓度在330g/L时，K2FeO4的生成率最高，由图2可知，NaClO在2575g/L时，K2FeO4的生成率最高，所以Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为330g/L：275g/L=6：5．故答案为：26；6：5；
②由信息可知，碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，根据元素守恒还应生成H2O，反应中FeO42-→FeO43-，铁元素化合价由+6价降低为+5价，总共降低1价，Fe3+→FeO43-，铁元素化合价由+3价升高为+5价，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为2，所以FeO42-系数为2，Fe3+系数为1，根据铁元素守恒确定FeO43-系数为3，根据电荷守恒确定OH-系数8，根据氢元素守恒确定H2O系数为4，反应离子方程式为2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．
故答案为：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质的分离提纯等基本操作、氧化还原反应、溶度积等，难度中等，需要学生具有扎实的基础知识及灵活运用知识、题目信息解决问题的能力．

练习册系列答案
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5．利用如图装置，可以进行许多电化学实验．
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①K与M相连时，铁发生吸氧（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀，A极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Cl-向B（填“A”或“B”）极移动；
②K与N相连时，装置中发生反应的总反应方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑，若用铅蓄电池代替图中的电源给装置供电，当铅蓄电池中消耗0.4mol H+时，A电极上产生气体的体积是2.24L（标准状况），铅蓄电池工作时正极的电极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O；
（2）若要向铁镀件上镀铜，则K应与N（填“M”或“N”）相连，X为硫酸铜，A电极为金属铜（填“铁镀件”或“金属铜”），电镀过程溶液中金属阳离子浓度不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
15．对下列物质进行系统命名：
（1）：3，3-二甲基-1-丁炔；
（2）：乙苯．
2．硫酸钙可用生产疏酸、漂白粉等一系列物质．下列说法正确的是（　　）
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C．二氧化硫和漂白粉都能使品红溶液褪色，两者漂白性质相同
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19．下列说法正确的是（　　）
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A．①③B．②④C．①④D．③④
20．关于乙烯与乙烷的结构与性质的描述中，不正确的是（　　）
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B．乙烯、乙烷分子中都含有极性键和非极性键
C．乙烯能发生加成反应，而乙烷不能
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