Question

（13分）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）

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,在溶液I中加入KOH  固体的目的是_________________________。

（2）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，还会有副产品KNO₃、KCl，则反应③中发生的离子反应方程式为__________。

（3）洗涤除去K₂FeO₄晶体表面的杂质，应选择的最佳试剂为（填代号）______________。

a．水    b．KOH溶液    c．饱和K₂FeO₄溶液    d．异丙醇

（4）目前，人们针对K₂FeO₄的稳定性进行了大量的探索，并取得了一定的进展。下列物质中可能提高化合物K₂FeO₄水溶液稳定性的是（填代号）__________。

a．亚硫酸钠   b．KOH    c．醋酸    d．Fe（NO₃）₂

（5）高铁酸钾（K₂FeO₄）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，写出该反应的离子方程式：____________________________。

（6）请你设计一个实验，用化学方法区分KClO溶液与KClO₃溶液，写出实验简要步骤，观察到的现象和结论____________________________________。

Answer

（13分）（1）温度较低（1分）

与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO，为下一步反应提供碱性环境（2分）

（2）2Fe3++2ClO－+10OH－=2FeO42－+3Cl－+ 5H2O（2分）

（3）d（2分） （4）b（2分）

（5）4FeO42－+10H2O＝4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-（2分）

（6）取样，向两溶液里滴加适量稀硫酸酸化，再滴加口红溶液，能使口红褪色的是KClO溶液（2分）

【解析】

试题分析：（1）在温度较低下发生反应① 2KOH + Cl2 =" KCl" + KClO + H2O，在温度较高时发生反应②6KOH+ 3Cl2 =" 5KCl" + KClO3 + 3H2O。现在要制备KClO。为了防止产生杂质KClO3。所以反应要在温度较低下进行；在“反应液I”中要加KOH固体，目的是与反应液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO，为下一步反应提供碱性环境；（2）分离出K2FeO4后，会得到副产品KNO3 KCl，说明加入硝酸铁溶液发生反应的化学方程式：2Fe（NO3）3 + 2KClO + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O，则反应③中发生的离子反应方程式为2Fe3++2ClO－+10OH－=2FeO42－+3Cl－+ 5H2O；（3）考虑到K2FeO4是强氧化性和易水解的性质，水会促水解，KOH溶液和饱和K2FeO4溶液虽然抑制水解，但除去表面溶液效果不好，故选d；（4）根据K2FeO4是强氧化性和易水解的性质，不能遇还原性的试剂如亚硫酸钠和Fe（NO3）2混合使用，也不能与酸性如醋酸混合，只能和KOH碱性溶液混合使用，且能抑制其水解，故选b；（5）高铁酸钾（K2FeO4）水反应生成胶体时铁元素化合价降低，说明此反应是氧化还原反应，发生反应的离子方程式为4FeO42－+10H2O＝4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-；（6）可根据HClO溶液具有强氧化性，能使口红褪色来区分两溶液，可选择取样，向两溶液里滴加适量稀硫酸酸化，再滴加口红溶液，能使口红褪色的是KClO溶液。

【考点定位】以高铁酸钾为载体，考查氧化还原反应、盐类的水解及物质的鉴别等，综合性比较强。

【名师点晴】本题是无机工艺流程制备高铁酸钾，考查了运用氧化还原反应理论去探究反应原理，要始终紧扣高铁酸钾具有强氧化性和易水解的特点，避免目标产物与还原性和促水解的物质混合使用，由此也很容易分析如何保存及解释为何能作水处理剂的原因。