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)

③2Fe(NO3)3+3KClO+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”)情况下进行;

(2)写出工业上制取Cl2的化学方程式 ;

(3)K2 FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是 ;

(4)配制KOH溶液时,是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体(该溶液的密度为1.47 g/mL),它的物质的量浓度为 ;

(5)在“反应液I”中加KOH固体的目的是 :

A.与“反应液I”中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO

B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率

C.为下一步反应提供反应物

D.使副产物KClO3转化为 KClO

(6)从“反应液II”中分离出K2FeO4后,会有副产品 (写化学式)。

(7)该工艺每得到1.98 kg K2FeO4,理论上消耗Cl2的物质的量为 mol。

【答案】

(1)温度较低

(2)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

(3)K2FeO4具有强氧化性,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,可吸附水中悬浮物形成沉淀。(2分)(4)10mol/L(5)AC(6)KNO3;KCl;(7)15(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.选择低温较低;(2)写出工业上电解饱和食盐水制取Cl2;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可使泥沙聚沉;

(4)溶液质量为100+61.6=161.6 g,

溶液的密度为161.6 g,/ 1.47 g/mL=109.9 mL=0.11L

KOH溶质的物质的量为61.6/56=1.1mol; KOH物质的量浓度10 mol/L;

(5)在“反应液I”中加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,

(7)根据以上方程式:得出以下关系式:3Cl2-3KClO-2K2FeO4带入数据即可。

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