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．其生产工艺如下：
已知：2KOH+Cl2═KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）
6KOH+3Cl2═5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）
回答下列问题：
（1）该生产工艺反应①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具有强氧化性的原因 ；
（4）配制KOH溶液时，是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体（该溶液的密度为1.47g/mL），它的物质的量浓度为 ；
（5）在“溶液I”中加KOH固体的目的是 ：
A．与“溶液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，还会有副产品 （写化学式），它们都是重要的化工产品，具体说出其中一种物质的用途 （答1点即可）； 则反应③中发生的离子反应方程式为 ．
（7）如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净 ．
已知：2KOH+Cl2═KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）
6KOH+3Cl2═5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）
回答下列问题：
（1）该生产工艺反应①应在
（2）写出工业上制取Cl2的化学方程式
（3）K2FeO4具有强氧化性的原因
（4）配制KOH溶液时，是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体（该溶液的密度为1.47g/mL），它的物质的量浓度为
（5）在“溶液I”中加KOH固体的目的是
A．与“溶液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，还会有副产品
（7）如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净
考点：制备实验方案的设计,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：氢氧化钾溶液中充入足量氯气，在温度较低的条件下反应生成氯化钾、次氯酸钾和水，加入氢氧化钾固体除去KCl，得到碱性KClO的浓溶液，加入90%硝酸铁溶液发生反应生成高铁酸钾溶液Ⅱ纯化得到湿产品，洗涤干燥得到K2FeO4晶体；
（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；
（2）工业是利用电解饱和食盐水制取氯气；
（3）K2FeO4中铁元素化合价为+6价，价态高；
（4）根据n=
计算出氢氧化钾的物质的量，溶液质量等于溶质质量与溶剂质量之和，利用V=
计算溶液体积，再根据c=
计算氢氧化钾溶液的物质的量浓度；
（5）由工艺流程可知，反应液I中有过量的Cl2反应，生成更多的KClO；
（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．KNO3可用于化肥，炸药等，反应③是次氯酸根离子在碱溶液中氧化铁离子为高铁酸根离子；
（7）判断K2FeO4晶体是否已经洗涤干净，设计实验检验洗涤液中是否含有氯离子设计实验验证．
（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；
（2）工业是利用电解饱和食盐水制取氯气；
（3）K2FeO4中铁元素化合价为+6价，价态高；
（4）根据n=
| m |
| M |
| m |
| ρ |
| n |
| V |
（5）由工艺流程可知，反应液I中有过量的Cl2反应，生成更多的KClO；
（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．KNO3可用于化肥，炸药等，反应③是次氯酸根离子在碱溶液中氧化铁离子为高铁酸根离子；
（7）判断K2FeO4晶体是否已经洗涤干净，设计实验检验洗涤液中是否含有氯离子设计实验验证．
解答：
解：氢氧化钾溶液中充入足量氯气，在温度较低的条件下反应生成氯化钾、次氯酸钾和水，加入氢氧化钾固体除去KCl，得到碱性KClO的浓溶液，加入90%硝酸铁溶液发生反应生成高铁酸钾溶液Ⅱ纯化得到湿产品，洗涤干燥得到K2FeO4晶体；
（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↑，故答案为：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，故答案为：K2FeO4中铁元素化合价为+6价，易得电子；
（4）61.6g KOH固体的物质的量为
=1.1mol，溶液的质量为100mL×1g/mL+61.6g=161.6g，所以溶液的体积为
=
L，所以氢氧化钾溶液的物质的量浓度为
=10mol/L，故答案为：10mol/L；
（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．
A、与过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO，故A正确；
B、由信息②可知温度较高KOH与Cl2 反应生成的是KClO3，不利用KClO生成、浪费原料，故B错误；
C、由工艺流程及③可知，利用Fe（NO3）3与KClO制备K2FeO4，故C正确；
D、由信息可知，该条件下KClO3 不能转化为KClO，故D错误．
故选：AC；
（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．KNO3可用于化肥，炸药等，反应③中发生的离子反应方程式为：2Fe3++3ClO-+10 OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
故答案为：KNO3、KCl；KNO3可用于化肥，炸药等；2Fe3++3ClO-+10 OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（7）判断K2FeO4晶体是否已经洗涤干净，设计实验检验洗涤液中是否含有氯离子设计实验验证；步骤为：取最后一次的洗涤液于试管中，先加稀硝酸、再加硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净，反之则沉淀没有洗涤干净，
故答案为：取最后一次的洗涤液于试管中，先加稀硝酸、再加硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净，反之则沉淀没有洗涤干净．
（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
| ||
| ||
（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，故答案为：K2FeO4中铁元素化合价为+6价，易得电子；
（4）61.6g KOH固体的物质的量为
| 61.6g |
| 56g/mol |
| 161.6g |
| 1.47×103g/L |
| 161.6 |
| 1470 |
| 1.1mol | ||
|
（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．
A、与过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO，故A正确；
B、由信息②可知温度较高KOH与Cl2 反应生成的是KClO3，不利用KClO生成、浪费原料，故B错误；
C、由工艺流程及③可知，利用Fe（NO3）3与KClO制备K2FeO4，故C正确；
D、由信息可知，该条件下KClO3 不能转化为KClO，故D错误．
故选：AC；
（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．KNO3可用于化肥，炸药等，反应③中发生的离子反应方程式为：2Fe3++3ClO-+10 OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
故答案为：KNO3、KCl；KNO3可用于化肥，炸药等；2Fe3++3ClO-+10 OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（7）判断K2FeO4晶体是否已经洗涤干净，设计实验检验洗涤液中是否含有氯离子设计实验验证；步骤为：取最后一次的洗涤液于试管中，先加稀硝酸、再加硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净，反之则沉淀没有洗涤干净，
故答案为：取最后一次的洗涤液于试管中，先加稀硝酸、再加硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净，反之则沉淀没有洗涤干净．
点评：本题考查了物质制备与物质分离提纯的分析判断，实验过程的理解应用和基本操作的分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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