题目内容

2．高铁酸钾（K2FeO4）具有强氧化性，是一种新型多功能水处理剂．其生产工艺如图甲：

已知：①Cl2和KOH溶液反应，温度较低时生成KClO，温度较高时生成KClO3
②2Fe3++3ClO-+10OH-=═2FeO42-+3Cl-+5H2O
请回答下列问题：
（1）配制一定质量分数的Fe（NO3）3溶液，所需玻璃仪器除量筒外还需要BD（填字母，下同）；
配制过程中，通常加入一定量的某种试剂是HNO3（填化学式）．
A．容量瓶B．烧杯C．烧瓶D．玻璃棒
（2）溶液Ⅰ中加入KOH固体的主要目的是AC．
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）工业生产中反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．
图乙为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2 FeO4生成率的影响；
图丙为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，KClO质量浓度对K2FeO4生成率的影响．
该工业生产的最佳温度为26℃，在此温度下，Fe（NO3）3与KClO两种溶液最佳质量浓度的比值约为1.2（保留小数点后 1位）．
（4）“溶液Ⅱ”中加入KOH 固体至饱和，析出湿产品K2FeO4晶体而无其他晶体析出的原因为该温度下高铁酸钾的溶解度比其他晶体的溶解度小．
（5）K2FeO4在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O?4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．在提纯  K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法．
①洗涤剂最好选用B．
A．H2O    B．KOH溶液、丙醇C．NH4Cl溶液、丙醇D．Fe（NO3）3溶液、丙醇
②如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成，说明K2FeO4晶体已经洗涤干净，反之K2FeO4晶体没有洗涤干净．

分析 （1）依据配制质量分数的Fe（NO3）3溶液步骤和仪器解答；根据三价铁易发生水解，故配制过程中，通常加入一定量的硝酸抑制其水解；
（2）根据生产工艺流程图，第①步氯气过量，第③步需要碱性条件，在温度较高时KOH 与Cl2 反应生成的是KClO3，氧化还原反应中化合价有升有降；
（3）寻找最佳温度要具备的条件：该温度下反应速率快，生成高铁酸钾的产率较大两方面；
（4）根据高铁酸钾与其他晶体的溶解度来分析；
（5）①洗涤剂的选择要求：要对K2FeO4水解能起到抑制作用的试剂；
②因只要检验最后一次的洗涤中无Cl-，即可证明K2FeO4晶体已经洗涤干净，据此分析．

解答 解：（1）配制一定质量分数的Fe（NO3）3溶液步骤为计算、称量、溶解，用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、量筒，还需要的仪器为：烧杯、玻璃棒；因为三价铁易发生水解生成氢氧化铁和硝酸，故配制过程中，通常加入一定量的硝酸抑制其水解；故答案为：BD；HNO3；
（2）A、第③步需要碱性条件，所以碱要过量，故A正确；
B、KClO3转化为 KClO，化合价只降不升，故B错误；
C、根据生产工艺流程图，第①步氯气过量，加入KOH固体后会继续反应生成KClO，故C正确；
D、因温度较高时KOH 与Cl2 反应生成的是KClO3，而不是KClO，故D错误；
故选：AC；
（3）寻找最佳温度要具备的条件：该温度下反应速率快，生成高铁酸钾的产率较大两方面，所以工业生产中最佳温度为26℃，因为在该温度下生成高铁酸钾的产率最大，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为$\frac{330}{275}$=1.2，故答案为：26；1.2；
（4）低温下，在在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），可知该温度下高铁酸钾的溶解度比其他晶体的溶解度小，
故答案为：该温度下高铁酸钾的溶解度比其他晶体的溶解度小；
（5））①洗涤剂的选择要求：要对K2FeO4水解能起到抑制作用的试剂，在选项中，A能让K2FeO4水解，B中醋酸钠水解显碱性，对K2FeO4水解能起到抑制作用，C和D中的铵根和三价铁离子易水解，且水解后显酸性，对K2FeO4水解能起到促进作用，故选B，故答案为：B；
②因只要检验最后一次的洗涤中无Cl-，即可证明K2FeO4晶体已经洗涤干净，操作为最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成，说明K2FeO4晶体已经洗涤干净，反之K2FeO4晶体没有洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成，说明K2FeO4晶体已经洗涤干净，反之K2FeO4晶体没有洗涤干净．

点评 本题结合高铁酸钾（K2FeO4）的制备主要考查了氧化还原反应的知识、离子的检验等，培养了学生运用知识的能力．

练习册系列答案
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13．已知汽车尾气无害化处理反应为：2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g），下列说法不正确的是（　　）
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（2）写出表示非金属性C＜D的化学方程式（任一个）：Cl2+H2S=S+2HCl．
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C．在50g质量分数为46%的乙醇水溶液中，含有的氢原子总数为3NA
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14．常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是（　　）
X                    YZ
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②KOH溶液               SiO2氢氟酸
③O2                       N2   H2
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A．①③B．①②④C．①③④D．①②③④
11．如表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是（　　）
A．常压下Z的单质沸点最高B．电负性W小于Y
C．W的氢化物比X的氢化物稳定D．R的单质在固态时属于原子晶体
12．下列说法正确的是（　　）
A．室温时，在水电离出c（H+）=1.0×10-12mol•L-1的溶液中，K+、Na+、HCO3-、Cl-一定能大量共存
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