Question

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．工业上常采用NaClO氧化法生产，其生产工艺如下：

主要反应为：3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O      Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH．
（1）写出反应①的离子方程式：

Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O

．
（2）从“混合物II”中分离出K₂FeO₄后，会有副产品

NaNO₃、NaCl、NaOH

（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

NaNO₃作炸药，NaCl用作调味品或氯碱工业原料等

．
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．图Ⅰ为不同的温度下，Fe（NO₃）₃不同质量浓度对K₂FeO₄生成率的影响；图Ⅱ为一定温度下，Fe（NO₃）₃质量浓度最佳时，NaClO浓度对K₂FeO₄生成率的影响．
根据图分析：工业生产中最佳温度为

26

℃，此时Fe（NO₃）₃与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为

1.2

．
（4）K₂FeO₄ 在水溶液中易水解：4FeO₄^2-+10H₂O4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用

B

溶液（填序号）．
A．H₂O   B．CH₃COONa、异丙醇   C．NH₄Cl、异丙醇   D．Fe（NO₃）₃、异丙醇
（5）将适量K₂FeO₄溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c（FeO₄^2-）=1.0mmol?L^-1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO₄^2-）的变化，结果见图Ⅲ．该实验的目的是

探究温度对FeO₄^2-浓度的影响（或其他合理答案）

．
（6）FeO₄^2-在水溶液中的存在形态如图Ⅳ所示．下列说法正确的是

C

（填字母）．
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分数逐渐增大
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O．

Answer 1

分析：（1）氯气是酸性气体，能和烧碱溶液反应，可以据此来生产“84”消毒液；
（2）根据流程确定混合物Ⅰ的组成以及经过反应②之后所得混合物II的组成，从中分离出K₂FeO₄后，就会发现得到的副产品是什么，根据物质的性质决定用途，结合物质的常见用途来回答；
（3）寻找最佳温度要具备的条件：该温度下反应速率快，生成高铁酸钾的产率较大两方面；
（4）洗涤剂的选择要求：要对K₂FeO₄水解能起到抑制作用的试剂；
（5）将试样分别置于不同温度的恒温水浴中，来测定c（FeO₄^2-）的变化，显然是确定温度对FeO₄^2-浓度的影响情况；
（6）根据图象的内容来分析图象所描述的意义．

解答：解：（1）氯气是酸性气体，能和烧碱溶液反应，反应实质为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）根据流程确定混合物Ⅰ的组成为氯化钠、次氯酸钠以及氢氧化钠的混合物，经过反应②之后所得混合物II的组成有NaNO₃、NaCl、NaOH、K₂FeO₄，从中分离出K₂FeO₄后，得到的副产品是NaNO₃、NaCl、NaOH，其中NaNO₃作炸药，NaCl用作调味品或氯碱工业原料等；故答案为：NaNO₃、NaCl、NaOH；NaNO₃作炸药，NaCl用作调味品或氯碱工业原料等；
（3）寻找最佳温度要具备的条件：该温度下反应速率快，生成高铁酸钾的产率较大两方面，所以工业生产中最佳温度为26℃，因为在该温度下生成高铁酸钾的产率最大，此时Fe（NO₃）₃与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为

330

275

=1.2，故答案为：26；1.2；
（4）洗涤剂的选择要求：要对K₂FeO₄水解能起到抑制作用的试剂，在选项中，A能让K₂FeO₄水解，B中醋酸钠水解显碱性，对K₂FeO₄水解能起到抑制作用，C和D中的铵根和三价铁离子易水解，且水解后显酸性，对K₂FeO₄水解能起到促进作用，故选B，故答案为：B；
（5）将试样分别置于不同温度的恒温水浴中，来测定c（FeO₄^2-）的变化，显然是确定温度对FeO₄^2-浓度的影响情况，故答案为：探究温度对FeO₄^2-浓度的影响；
（6）A、不同PH值时，溶液中铁元素的存在形态及种数不相同，比如在PH值等于6时，就只有两种形态，故A错误；
B、向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分数先增大随后又减小，故B错误；
C、pH=6的这种溶液中，铁元素的存在形态有HFeO₄^-和FeO₄^2-，加KOH溶液，只有HFeO₄^-能反应，发生反应的离子方程式为：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O，故C正确；
故答案为：C．

点评：本题是一道综合知识题目，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．