Question

【题目】高铁酸钾(K2FeO4）是新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

回答下列问题：

(1)反应①应在温度较低的情况下进行，因温度较高时NaOH与Cl2反应生成NaClO3，写出温度较高时反应的离子方程式____________。

(2)在溶液I中加入NaOH固体的目的是_______（填字母）。

A．与反应液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的NaClO

B．NaOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

C．为下一步反应提供碱性的环境

D.使NaClO3转化为NaClO

(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，不同质量浓度的Fe(NO3)3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的生成率的影响。

工业生产中最佳温度为_______，此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为_____。

(4)反应③中的离子反应方程式为_________________；溶液Ⅱ中加入饱和KOH得到湿产品的原因是__________________。

(5)高铁酸钾作为水处理剂是能与水反应其离子反应是：4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（胶体）十3O2↑+8OH-。则其作为水处理剂的原理是：①_______________；②_______________。

Answer 1

【答案】 6OH-+3Cl2=ClO3- +5C1-+3H2O A、C 26℃ 6:5（或l.2:1） 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠要小 高铁酸钾中的铁为+6价具有强氧化性能杀菌消毒 水解产生氢氧化铁胶体具有吸附作用而净水

【解析】由题意及流程可知，先制备次氯酸钠，然后除去氯化钠，在碱性条件下次氯酸钠与硝酸铁发生反应生成高铁酸钠，高铁酸钠与氢氧化钾发生复分解反应得到高铁酸钾，经分离提纯后得到高铁酸钾晶体。

(1)温度较高时NaOH与Cl2反应生成NaClO3，反应的离子方程式为6OH-+3Cl2=ClO3- +5C1-+3H2O。

(2)在溶液I中加入NaOH固体的目的是，与反应液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的NaClO，并且为下一步反应提供碱性的环境，选 A、C。

(3)由图1可知，在26℃、Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的质量浓度分别为330g/L和275g/L时，高铁酸钾的生成率最高。所以，工业生产中最佳温度为26℃，此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为6:5（或l.2:1）。

(4)反应③中的离子反应方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；溶液Ⅱ中加入饱和KOH得到湿产品的原因是高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠要小。

(5)高铁酸钾作为水处理剂是因为其能与水反应，离子方程式为4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（胶体）十3O2↑+8OH-。则其作为水处理剂的原理是：①高铁酸钾中的铁为+6价具有强氧化性能杀菌消毒；②水解产生的氢氧化铁胶体具有吸附作用而净水。