Question

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：①  2KOH + Cl₂ =" KCl" + KClO + H₂O（条件：温度较低）
②  6KOH + 3Cl₂ =" 5KCl" + KClO₃ + 3H₂O（条件：温度较高）
③  2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 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”）的情况下进行；
（2）写出工业上制取Cl₂的化学方程式                                   ；
（3）K₂FeO₄可作为新型多功能水处理剂的原因                            ；
（4）与MnO₂ －Zn电池类似，K₂FeO₄ －Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为_____。
（5）在“反应液I ”中加KOH固体的目的是①            ，②               ；
（6）从“反应液II ”中分离出K₂FeO₄后，副产品是              （写化学式）。

Answer 1

（1）温度较低（1分）
（2）2NaCl + 2H₂O  2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（2分）
（3）+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；（1分）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。（1分）
（4）FeO₄^2-+3e^-+4H₂OFe(OH)₃+5OH^－；（2分）
2FeO₄^2－+8H₂O+3Zn 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^－（2分）
（5）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（各2分）
（6）KNO₃  KCl（2分）

解析试题分析：（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）工业是利用电解饱和食盐水制取氯气．反应方程式为：2NaCl+2H₂O 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使泥沙聚沉；
（4）原电池的负极发生氧化反应，正极电极反应式为：①FeO₄^2－+3eˉ+4H₂OFe(OH)₃+5OH^－；负极电极反应为：②Zn-2e^－+2OH^－Zn(OH)₂；依据电极反应的电子守恒，①×2+②×3合并得到电池反应为：3Zn+2FeO₄^2－+8H₂O3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4OH^－，
（5）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；
（6）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．
考点：考查对工艺流程的理解。