题目内容
高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭为一体的新型高效多功能绿色水处理剂，具有良好的应用前景．其生产工艺如图：
已知：
①2KOH+Cl2═KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）
②6KOH+3C12═5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在 （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）写出Fe（NO3）3在强碱性条件下与KClO反应制K2FeO4的离子方程式 ．
（4）在“反应液I”中加KOH固体的目的是 （填序号）．
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化为KClO
（5）从环境保护的角度看，制备Na2FeO4（实际应用中Na2FeO4可替代K2FeO4使用）较好的方法为电解法，其装置如图Ⅰ所示．
①电解过程中阳极的电极反应式为 ．
②图Ⅰ装置中的电源采用NaBH4（硼元素的化合价为+3）和H2O2作原料的燃料电池，电源工作原理如图Ⅱ所示．工作过程中该电源的正极反应式为 ．
已知：
①2KOH+Cl2═KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）
②6KOH+3C12═5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在
（2）写出工业上制取Cl2的化学方程式
（3）写出Fe（NO3）3在强碱性条件下与KClO反应制K2FeO4的离子方程式
（4）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化为KClO
（5）从环境保护的角度看，制备Na2FeO4（实际应用中Na2FeO4可替代K2FeO4使用）较好的方法为电解法，其装置如图Ⅰ所示．
①电解过程中阳极的电极反应式为
②图Ⅰ装置中的电源采用NaBH4（硼元素的化合价为+3）和H2O2作原料的燃料电池，电源工作原理如图Ⅱ所示．工作过程中该电源的正极反应式为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,电解原理
专题：实验设计题,氧化还原反应专题
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；
（2）工业是利用电解饱和食盐水制取氯气；
（3）次氯酸跟有强氧化性；
（4）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；
（5）①Na2FeO4能消毒、净水的原因高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用，电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O
②正极H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-．
（2）工业是利用电解饱和食盐水制取氯气；
（3）次氯酸跟有强氧化性；
（4）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；
（5）①Na2FeO4能消毒、净水的原因高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用，电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O
②正极H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-．
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
2NaOH+H2↑+Cl2↑，故答案为：2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（3）次氯酸跟有强氧化性，嫩将三价铁离子氧化为高铁酸根，离子方程式：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5 H2O，故答案为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5 H2O；
（4）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；
（5）①Na2FeO4能消毒、净水的原因高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用，电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
②NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2作原料的燃料电池，正极上H2O2发生还原反应，得到电子生成OH-，其电极反应为：H2O2+2e-=2OH-；
故答案为：H2O2+2e-=2OH-．
（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
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（3）次氯酸跟有强氧化性，嫩将三价铁离子氧化为高铁酸根，离子方程式：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5 H2O，故答案为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5 H2O；
（4）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；
（5）①Na2FeO4能消毒、净水的原因高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用，电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
②NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2作原料的燃料电池，正极上H2O2发生还原反应，得到电子生成OH-，其电极反应为：H2O2+2e-=2OH-；
故答案为：H2O2+2e-=2OH-．
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、原电池和电解池原理等，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．
练习册系列答案
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