Question

3．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+2KClO+10KOH→2K₂FeO₄+6KNO₃+3KCl+5H₂O
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在温度较低（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2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）K₂FeO₄具有强氧化性的原因K₂FeO₄中铁元素化合价为+6价，易得电子；
（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10mol/L；
（5）在“反应液I”中加KOH固体的目的是：AC
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KNO₃、KCl（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KNO₃可用于化肥，炸药等．

Answer 1

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；
（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=$\frac{m}{M}$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=$\frac{m}{ρ}$计算溶液体积，再根据c=$\frac{n}{V}$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．

解答 解：（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 $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 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$\frac{61.6g}{56g/mol}$=1.1mol，溶液的质量为100mL×1g/mL+61.6g=161.6g，所以溶液的体积为$\frac{161.6g}{1.47×10{\;}^{3}g/L}$=$\frac{161.6}{1470}$L，所以氢氧化钾溶液的物质的量浓度为$\frac{1.1mol}{\frac{161.6}{1470}L}$=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，
故答案为：KNO₃、KCl；KNO₃可用于化肥，炸药等．

点评 本题考查学生阅读题目获取信息的能力、对工艺流程的理解与条件的控制、对物质的量浓度理解等，难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力，注意基础知识的掌握．