题目内容
7．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途．工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图1所示：
工业生产过程中使用的KOH溶液和Cl2可通过电解KCl溶液得到，图2是离子交换膜法电解KCl溶液的示意图．
（1）阳离子交换膜的作用为防止Cl2与KOH溶液发生副反应；阻止阳极产生的H2和阴极产生的Cl2混合发生爆炸．
（2）精制KCl溶液从图2中s位置补充，氢氧化钾溶液从图2中d位置流出（选填“a”“b”“c”或“d”），左侧电极连接电源的正极．
（3）电解KCl溶液过程中，氯气、KOH是按照固定的比率k（质量比）生成的产品．理论上k=0.63（要求写出计算表达式和结果），KOH与Cl2反应时氧化剂和还原剂质量之比为1：1．
（4）KClO溶液与Fe（OH）3料浆反应的离子方程式为3ClO-+4OH-+2Fe（OH）3=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（5）上述流程中多次用到固液分离．工业上常用的固液分离设备有B、D（填字母）．
A．分馏塔 B．离心机 C．反应釜 D．框式压滤机
（6）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒，产生的Fe（OH）3胶体有吸附性，具有净水作用．
分析 硝酸铁和氢氧化钾反应生成了氢氧化铁和硝酸钾，过滤后得到的滤液是硝酸钾溶液，氢氧化铁料浆和次氯酸钾反应生成了高铁酸钾，反应方程式是：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；已知高铁酸盐热稳定性差，温度不宜过高，加入浓KOH溶液，溶液中钾离子浓度增大，有利于高铁酸钾析出滤液2主要含有KOH，
（1）电解过程产生的氢气和氯气能爆炸，氯气与氢氧化钠能发生反应，据此分析；
（2）根据K+的移动方向，判断阳极室和阴极室，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应，据此可判断两极产物，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，据此答题；
（3）根据电解KCl溶液的反应可知Cl2与KOH物质的量之比，进而确定k值，根据KOH与Cl2的反应，结合氯元素的化合价的变化判断氧化剂和还原剂质量之比；
（4）碱性条件下KClO溶液与Fe（OH）3料浆反应生成K2FeO4，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；
（5）分馏塔是用于分离互溶液体的设备，离心机可利用离心力使液体中的固体沉降，反应釜为发生反应的设备，框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，据此选择；
（6）高铁酸钾中Fe的化合价处于+6价，具有强氧化性，可消毒杀菌；其还原产物Fe3+在溶液中可形成Fe（OH）3胶体具有净水作用；
解答 解：（1）阳离子交换膜可隔绝H2和Cl2，防止二者混合发生爆炸，同时氢氧化钠在阴极产生，而氯气在阳极产生，所以还可防止Cl2与KOH溶液发生副反应，
故答案为：防止Cl2与KOH溶液发生副反应；阻止阳极产生的H2和阴极产生的Cl2混合发生爆炸；
（2）根据K+的移动方向，可以确定图中左侧为阳极室，右侧为阴极室，左侧阳极上Cl-放电生成氯气，即气体1为Cl2，该电极接电源正极，则KCl溶液应从a位置补充，右侧阴极上水电离出的H+放电生成H2，溶液中剩余的OH-与迁移过来的K+形成KOH，则KOH溶液从d位置流出，
故答案为：a；d；正；
（3）电解KCl溶液的反应为2KCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KOH+H2↑+Cl2↑，产生的Cl2与KOH物质的量之比为1：2，则质量之比k=（71 g•mol-1×1 mol）：（56 g•mol-1×2 mol）≈0.63，KOH与Cl2的反应为2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O，该反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂，氯元素化合价一部分从0价升高到+1价，一部分降低到-1价，所以氧化剂和还原剂质量之比为1：1，
故答案为：0.63；1：1；
（4）碱性条件下KClO溶液与Fe（OH）3料浆反应生成K2FeO4，反应的离子方程式为3ClO-+4OH-+2Fe（OH）3=2FeO42-+3Cl-+5H2O，
故答案为：3ClO-+4OH-+2Fe（OH）3=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（5）分馏塔是用于分离互溶液体的设备，离心机可利用离心力使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，反应釜为发生反应的设备，框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，故选B、D；
（6）高铁酸钾中Fe的化合价处于+6价，具有强氧化性，可消毒杀菌；其还原产物Fe3++在溶液中可形成Fe（OH）3胶体具有净水作用，
故答案为：高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒；产生的Fe（OH）3胶体有吸附性，具有净水作用．
点评 实验方案设计与评价是高考不变的一个题型，每年高考必考，是热点题型、也是高考难点之一．本题主要考查了氧化还原反应和离子反应方程式的书写、化学平衡的移动、胶体的净水原理，重点是利用化合价的升价和化学计量数判断氧化剂和还原剂的比例和有关溶度积的计算．
阅读快车系列答案| A． | 3：1 | B． | 3：2 | C． | 3：5 | D． | 5：3 |
| A． | 将铜屑加入Fe3+溶液中：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+ | |
| B． | 碳酸钠水解：CO32-+H2O═HCO3-+OH- | |
| C． | 食醋滴到鸡蛋壳上：CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O | |
| D． | 将铜粉加入稀硫酸中：Cu+2H+═Cu2++H2↑ |
| A． | 1：8 | B． | 8：1 | C． | 1：5 | D． | 5：1 |
绿矾（FeSO4•7H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药．某化学兴趣小组对绿矾进行了如下的探究：（i） H2（g）+I2（g）?2HI（g）；△H=-9.48kJ/mol （ii） H2（g）+I2（s）?2HI（g）；△H=+26.48kJ（ ）
| A． | 1 mol I2（g）中通入2 g H2（g），反应放热9.48 kJ | |
| B． | 1 mol I2（s）升华，吸热17.00 kJ | |
| C． | 反应（i）的产物比反应（ii）的产物稳定 | |
| D． | 反应（ii）的反应物总能量比反应（i）的反应物总能量低 |
．（1）从下列仪器选出无需用到的仪器是（用标号字母填写）C，E，I．
（A） 电子天平 （B） 坩埚钳 （C） 试管夹 （D） 酒精灯 （E） 蒸发皿
（F） 玻璃棒 （G） 坩埚 （H） 干燥器 （I） 石棉网 （J） 三脚架 （K）泥三角
除上述仪器外，还需要的仪器是研钵、药匙．
（2）某学生实验后得到以下数据：
| 加热前质量 | 加热后质量 | |
| W1（容器） | W2（容器+晶体） | W3（容器+无水硫酸铜） |
| 5.4g | 7.9g | 6.8g |
H2O%=44%，X=7.0，该生测定结果是偏高还是偏低？偏高．
（3）从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是（填写字母）AB．
（A） 加热过程中晶体有少量溅失；
（B） 加热前称量时容器未完全干燥；
（C） 最后两次加热后的质量相差较大（大于0.1克）；
（D） 加热后容器未放入干燥器中冷却；
（4）测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，至少在天平上进行四次称量，第三、四次称量的目的是进行恒重操作．
| A． | 取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，碱石灰增重bg | |
| B． | 取ag混合物与足量稀盐酸充分反应后，加热蒸干溶液，得bg固体 | |
| C． | 取ag混合物充分加热，得到bg固体 | |
| D． | 取ag混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得bg固体 |