新材料的研发是发展新技术.提高生活质量的物质基础．高铁酸钾是一种新型多功能材料．Ⅰ．高铁酸钾的制备:①方法一:生产流程如下(1)溶液A中加入KOH固体的目的是:AD,A．为下一步反应提供碱性环境B．使KClO3转化成KClOC．加固体KOH溶解时放出热量有利于提高反应速率D．与溶液A中Cl2反应生成更多KClO(2)溶液A中需除去的杂质� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

9．新材料的研发是发展新技术，提高生活质量的物质基础．高铁酸钾是一种新型多功能材料．
Ⅰ．高铁酸钾的制备：
①方法一：生产流程如下

（1）溶液A中加入KOH固体的目的是：AD；（填序号）
A．为下一步反应提供碱性环境
B．使KClO₃转化成KClO
C．加固体KOH溶解时放出热量有利于提高反应速率
D．与溶液A中Cl₂（过量）反应生成更多KClO
（2）溶液A中需除去的杂质离子是Cl^-；用离子方程式表示其生成的原因Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）溶液B中可分离出湿产品K₂FeO₄外，还有副产物KNO₃，KCl，写出生成溶液B的离子方程式：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；每制得118.8gK₂FeO₄理论上消耗氧化剂0.9mol．
②方法二：电解法
从环境保护角度看，制备高铁酸钾较好方法为电解法，其装置如图．从理论分析K₂FeO₄应在阳极生成．（填“阳”或“阴”）该电极的电极方程式为Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O．

Ⅱ．高铁酸钾的应用：
高铁电池是一种新型二次电池，电解液为碱性溶液，其反应式为：
3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH^- $\frac{\underline{\;充电\;}}{放电}$3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O
放电时，电极反应式为：负极：3Zn-6e^-+6OH^-=3Zn（OH）₂；正极2FeO₄^2-+6e^-+8H₂O=2Fe（OH）₃+10 0H^-．

分析 Ⅰ．①方法一：由工艺流程可知，氯气与浓氢氧化钾溶液发生反应：2KOH+Cl₂═KCl+KClO+H₂O，再加入氢氧化钾固体，为下一步反应提供碱性环境，并反应掉溶液A中溶解的氯气，由于溶液A中含有杂质Cl^-离子，需要除去，在碱性KClO溶液中加入硝酸铁溶液反应得到K₂FeO₄，结合（3）中还有副产物KNO₃，KCl，发生反应：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②方法二：Fe为阳极，失去电子，碱性条件下得到K₂FeO₄，由电荷守恒，应有氢氧根离子参与反应，由元素守恒可知，应有水生成；
Ⅱ．放电时，负极发生氧化反应，Zn失去电子生成Zn（OH）₂，应有氢氧根离子参与反应，正极发生还原反应，FeO₄^2-获得电子生成Fe（OH）₃，应有水参与反应，同时生成氢氧根离子．

解答解：Ⅰ．①方法一：由工艺流程可知，氯气与浓氢氧化钾溶液发生反应：2KOH+Cl₂═KCl+KClO+H₂O，再加入氢氧化钾固体，为下一步反应提供碱性环境，并反应掉溶液A中溶解的氯气，由于溶液A中含有杂质Cl^-离子，需要除去，在碱性KClO溶液中加入硝酸铁溶液反应得到K₂FeO₄，结合（3）中还有副产物KNO₃，KCl，发生反应：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（1）由上述分析可知，溶液A中加入KOH固体的目的是：为下一步反应提供碱性环境，与溶液A中Cl₂（过量）反应生成更多KClO，
故答案为：AD；
（2）生成溶液A的离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，溶液A中需除去的杂质离子是Cl^-，
故答案为：Cl^-；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）溶液B中可分离出湿产品K₂FeO₄外，还有副产物KNO₃，KCl，生成溶液B的离子方程式：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，118.8gK₂FeO₄的物质的量为$\frac{118.8g}{198g/mol}$=0.6mol，消耗氧化剂KClO为0.6mol×$\frac{3}{2}$=0.9mol，
故答案为：3ClO^-+10OH^-+2Fe³⁺=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；0.9mol；
②方法二：Fe为阳极，失去电子，碱性条件下得到K₂FeO₄，由电荷守恒，应有氢氧根离子参与反应，由元素守恒可知，应有水生成，电极反应式为：Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O，
故答案为：阳；Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O；
Ⅱ．放电时，负极发生氧化反应，Zn失去电子生成Zn（OH）₂，应有氢氧根离子参与反应，负极电极反应式为：3Zn-6e^-+6OH^-=3Zn（OH）₂，
正极发生还原反应，FeO₄^2-获得电子生成Fe（OH）₃，应有水参与反应，同时生成氢氧根离子，正极电极反应式为：2FeO₄^2-+6e^-+8H₂O=2Fe（OH）₃+10 0H^-，
故答案为：3Zn-6e^-+6OH^-=3Zn（OH）₂；2FeO₄^2-+6e^-+8H₂O=2Fe（OH）₃+10 0H^-．

点评本题考查物质制备实验方案、原电池及电解原理应用，关键是对工艺流程的理解，侧重考查学生分析能力、知识迁移运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案

（1）加入锌粉的目的是将溶液中的少量溴化银还原出来，该反应的化学方程式为：2AgBr+Zn=2Ag+ZnBr₂．
（2）从绿色化学的要求看，该研究性学习小组所拟定的回收银的实验流程中，存在的严重缺陷为在空气中灼烧时产生的SO₂有毒，污染空气．
（3）请你帮助该研究性学习小组设计回收液溴的主要实验步骤：
①向滤液中通入适量氯气；②在混合物中加入四氯化碳充分振荡后分液；③蒸馏，收集所得馏分．

11．钡和钠相似，也能形成O₂^2-离子的过氧化物，则下列叙述错误的是（　　）

	A．	1mol过氧化钠或过氧化钡跟足量水反应都生成0.5mol氧气
	B．	过氧化钡的化学式是Ba₂O₂
	C．	过氧化钡是离子化合物
	D．	过氧化钠和过氧化钡都是强氧化剂

8．Na₂FeO₄是一种新型水处理剂，可以通过下列反应制取：
湿法制备的主要反应方程为：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O
干法制备的主要反应方程为：2FeSO₄+4Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂SO₄
下列有关该反应的说法错误的是（　　）

	A．	两反应中Na₂FeO₄均为氧化产物
	B．	Na₂FeO₄有强氧化性，可消毒杀菌，其还原产物能吸附水中杂质
	C．	干法中每生成1mol Na₂FeO₄转移3mol电子
	D．	碱性条件下，NaClO氧化性大于Na₂FeO₄