题目内容
【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)
③K2FeO4在水溶液中易水解：4FeO42-+10H2O
4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑
回答下列问题：实验室可利用如图装置完成流程①和②
（1）写出工业上制取Cl2的化学方程式__；两水槽中的水为___(填“热水”或“冷水”)。
（2）反应一段时间后，停止通氯气，再往仪器a中加入浓KOH溶液的目的是___；
A．为下一步反应提供碱性的环境
B．使KClO3转化为 KClO
C．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO
D．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
（3）从溶液Ⅱ中分离出 K2FeO4后，还会有副产品KNO3、KCl，则反应③中发生的离子方程式为：___。
（4）用重结晶法提纯粗产品：将粗产品先用KOH稀溶液溶解，再加入饱和的KOH溶液，冷却结晶，过滤，用少量异丙醇洗涤，最后低温真空干燥。
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是___。
②如何判断 K2FeO4 晶体已经洗涤干净__。
（5）从环境保护的角度看，制备K2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图，电解过程中阳极的电极反应式为___。
（6）FeO42-在水溶液中的存在形态如图所示。下列说法正确的是___。
A．不论溶液的酸碱性如何变化，铁元素都有4 种存在形态
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分数逐渐增大
C．向pH=6 的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为HFeO4-+OH-=FeO42- +H2O
【答案】2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑ 冷水 AC 2Fe3+ +3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 防止FeO42-水解，利于烘干 取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀则已被洗净 Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O C
【解析】
（1）工业上制取Cl2是电解饱和食盐水，反应的化学方程式2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；
因为要获得NaClO，所以应控制反应液的温度，两水槽中的水为冷水。答案为：冷水；
（2）反应一段时间后，停止通氯气，再往仪器a中加入浓KOH溶液的目的是：
一方面要考虑过量Cl2的处理，另一方面要考虑后续反应中需要创设碱性环境。
答案为：AC；
（3）从溶液Ⅱ中分离出 K2FeO4后，还会有副产品KNO3、KCl，则反应③中发生的离子方程式为：2Fe3+ +3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。
答案为：2Fe3+ +3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（4）用重结晶法提纯粗产品：将粗产品先用KOH稀溶液溶解，再加入饱和的KOH溶液，冷却结晶，过滤，用少量异丙醇洗涤，最后低温真空干燥。
①因为K2FeO4在水溶液中易水解，所以洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是防止FeO42-水解，利于烘干。
答案为：防止FeO42-水解，利于烘干；
②判断K2FeO4 晶体已经洗涤干净，就是要检验晶体表面是否吸附溶液中的Cl-，所以应使用硝酸酸化的硝酸银溶液。
答案为：取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀则已被洗净；
（5）制备K2FeO4较好的方法为电解法，阳极为铁，在碱性溶液中生成FeO4-,电极反应式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O。答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
（6）A．从图中可以看出，铁元素在不同pH范围内，存在形态不同，A错误；
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分数先逐渐增大后逐渐减小，B错误；
C．向pH=6 的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为HFeO4-+OH-=FeO42- +H2O，C正确。
故选C。
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