题目内容
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．其生产工艺流程如下：
请同答下列问题：
（1）写出向KOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式 ．
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是 （填编号）．
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中发生的离子反应方程式为 ．每制得59.4克K2FeO4，理论上消耗氧化剂的物质的量为 mol．
（4）高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式： FeO42-+ H2O= Fe（OH）3（胶体）+ O2↑+ OH-．
请同答下列问题：
（1）写出向KOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是
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中发生的离子反应方程式为
（4）高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
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）KOH溶液和足量Cl2发生反应生成KCl、KClO和H2O；
（2）KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子；
（3）反应③中铁离子和次氯酸根粒子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子；根据转移电子相等计算氧化剂的物质的量；
（4）该反应中Fe元素化合价由+6价变为+3价、O元素化合价由-2价变为0价，根据转移电子相等配平方程式．
（1）KOH溶液和足量Cl2发生反应生成KCl、KClO和H2O；
（2）KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子；
（3）反应③中铁离子和次氯酸根粒子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子；根据转移电子相等计算氧化剂的物质的量；
（4）该反应中Fe元素化合价由+6价变为+3价、O元素化合价由-2价变为0价，根据转移电子相等配平方程式．
解答：
解：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）KOH溶液和足量Cl2发生反应生成KCl、KClO和H2O，离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（2）KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，所以加入KOH的目的是除去氯气且使溶液为碱性，故选AC；
（3）反应③中铁离子和次氯酸根粒子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
n（K2FeO4）=
=0.3mol，根据2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O知，氧化剂的物质的量=
×3=0.45mol，
故答案为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；0.45；
（4）该反应中Fe元素化合价由+6价变为+3价、O元素化合价由-2价变为0价，其转移电子数为6，根据转移电子相等、电荷守恒配平方程式为4FeO42-+10H2O=2Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-，
故答案为：4；10；4；3；8．
（1）KOH溶液和足量Cl2发生反应生成KCl、KClO和H2O，离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（2）KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，所以加入KOH的目的是除去氯气且使溶液为碱性，故选AC；
（3）反应③中铁离子和次氯酸根粒子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
n（K2FeO4）=
| 59.4g |
| 198g/mol |
| 0.3mol |
| 2 |
故答案为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；0.45；
（4）该反应中Fe元素化合价由+6价变为+3价、O元素化合价由-2价变为0价，其转移电子数为6，根据转移电子相等、电荷守恒配平方程式为4FeO42-+10H2O=2Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-，
故答案为：4；10；4；3；8．
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，题目难度不大．
练习册系列答案
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| A、X、M两种元素形成的化合物的中一定含有离子键，不可能含有共价键 |
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| D、化合物ZW2的分子空间构型为直线形 |
