题目内容
12．
高铁酸钾（K2FeO4）是一种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）该工艺中，不宜采用的温度条件是较高温度（填“较高温度”或“较低温度”）．
（2）氯碱工业中获取Cl2的化学方程式是2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑．
（3）K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，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，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉
（4）在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的，除消耗过量Cl2外，还有与“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的作用．
（5）从“反应Ⅱ”中分离出K2FeO4后，副产品中可以做化肥的有KNO3、KCl．
（6）K2FeO4-Zn可以组成碱性电池，K2FeO4在该电池中作为正极材料，其电极反应式为FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH-，若该电池在工作时，19.5g锌参加反应，消耗39.6gK2FeO4．
分析 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-=2FeO42-+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）工业是利用电解饱和食盐水制取氯气；
（3）K2FeO4中铁元素化合价为+6价，价态高，+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，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，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉；
（4）由工艺流程可知，反应液I中有过量的Cl2反应，生成更多的KClO；
（5）由工艺流程及③可知，从“反应液II”中分离出K2FeO4后，会有副产品KNO3、KCl．
（6）K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，负极为锌失电子发生氧化反应，电极反应Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；依据产物和电子守恒写出正极反应：FeO42-+3eˉ+4H2O→Fe（OH）3+5OHˉ，依据电极反应电子守恒计算消耗K2FeO4的质量；
解答 解：（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．故选择较低温度，不易选取
较高温度；
故答案为：较高温度；
（2）工业是利用电解饱和食盐水制取氯气．反应方程式为：2NaCl+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑，
故答案为：2NaCl+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（3）K2FeO4中铁元素化合价为+6价，价态高，易得电子，表现强氧化性，+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe（OH）3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉，
故答案为：+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe（OH）3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉；
（4）由工艺流程可知，反应液I中有过量的Cl2反应，加KOH固体的目的是与过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO．为下一步反应提供反应物，
故答案为：与“反应液I”中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO；为下一步反应提供反应物；
（5）由工艺流程及③可知，从“反应液II”中分离出K2FeO4后，会有副产品KNO3、KCl，
故答案为：KNO3、KCl；
（6）用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，反应的离子方程式为2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，原电池的负极发生氧化反应，正极电极反应式为：①FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；负极电极反应为：②Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2，若该电池在工作时，19.5g锌参加反应，物质的量n（Zn）=$\frac{19.5g}{65g/mol}$=0.3mol，电子守恒得到3Zn～2K2FeO4，消耗K2FeO4的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×198g/mol=39.6g，
故答案为：FeO42-+3eˉ+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；39.6g；
点评 本题考查物质的分离和提纯，侧重考查学生分析、计算能力和思维的缜密性，涉及氧化还原反应方程式的配平、离子方程式的书写，会从整体上分析物质分离流程，知道每一步发生的反应及基本操作，题目难度中等．
新课标阶梯阅读训练系列答案| A． | 是银白色、质软的金属 | |
| B． | 阳离子氧化性比铝离子强 | |
| C． | 加热蒸干TiCl3溶液可得到无水TiCl3 | |
| D． | 与稀硝酸作用生成硝酸盐 |
| A． | 分馏石油时，温度计的水银球必须插入液面以下 | |
| B． | 制备乙酸乙酯时，加料顺序为浓硫酸、乙醇、乙酸 | |
| C． | 配制银氨溶液时，将稀氨水慢慢滴加到稀硝酸银溶液中，产生白色沉淀后继续滴加，直至沉淀刚好溶解为止 | |
| D． | 实验室可用苯和溴水在Fe作催化剂的情况下制备溴苯 |
| A． | 1s22s22p63s23p2 | B． | [Ne]3s23p2 | ||
| C． |  | D． |  |