Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑．工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)，其生產(chǎn)工藝如下：

主要反應(yīng)為：3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O　　　Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH．
（1）寫出反應(yīng)①的離子方程式：______．
（2）從“混合物II”中分離出K₂FeO₄后，會(huì)有副產(chǎn)品______（寫化學(xué)式），它們都是重要的化工產(chǎn)品，具體說(shuō)出其中一種物質(zhì)的用途______．
（3）反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對(duì)高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響．圖Ⅰ為不同的溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃不同質(zhì)量濃度對(duì)K₂FeO₄生成率的影響；圖Ⅱ?yàn)橐欢�溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃質(zhì)量濃度最佳時(shí)，NaClO濃度對(duì)K₂FeO₄生成率的影響．
根據(jù)圖分析：工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為_(kāi)_____℃，此時(shí)Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為_(kāi)_____．
（4）K₂FeO₄ 在水溶液中易水解：4FeO₄^2-+10H₂O4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．在提純K₂FeO₄時(shí)采用重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用______溶液（填序號(hào)）．
A．H₂O　 B．CH₃COONa、異丙醇　 C．NH₄Cl、異丙醇　 D．Fe（NO₃）₃、異丙醇
（5）將適量K₂FeO₄溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c（FeO₄^2-）=1.0mmol?L^-1的試樣，將試樣分別置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，測(cè)定c（FeO₄^2-）的變化，結(jié)果見(jiàn)圖Ⅲ．該實(shí)驗(yàn)的目的是______．
（6）FeO₄^2-在水溶液中的存在形態(tài)如圖Ⅳ所示．下列說(shuō)法正確的是______（填字母）．
A．不論溶液酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態(tài)
B．向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大
C．向pH=6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O．

Answer 1

解：（1）氯氣是酸性氣體，能和燒堿溶液反應(yīng)，反應(yīng)實(shí)質(zhì)為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）根據(jù)流程確定混合物Ⅰ的組成為氯化鈉、次氯酸鈉以及氫氧化鈉的混合物，經(jīng)過(guò)反應(yīng)②之后所得混合物II的組成有NaNO₃、NaCl、NaOH、K₂FeO₄，從中分離出K₂FeO₄后，得到的副產(chǎn)品是NaNO₃、NaCl、NaOH，其中NaNO₃作炸藥，NaCl用作調(diào)味品或氯堿工業(yè)原料等；故答案為：NaNO₃、NaCl、NaOH；NaNO₃作炸藥，NaCl用作調(diào)味品或氯堿工業(yè)原料等；
（3）尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應(yīng)速率快，生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率較大兩方面，所以工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃，因?yàn)樵谠摐囟认律�成高鐵酸鉀的產(chǎn)率最大，此時(shí)Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為=1.2，故答案為：26；1.2；
（4）洗滌劑的選擇要求：要對(duì)K₂FeO₄水解能起到抑制作用的試劑，在選項(xiàng)中，A能讓K₂FeO₄水解，B中醋酸鈉水解顯堿性，對(duì)K₂FeO₄水解能起到抑制作用，C和D中的銨根和三價(jià)鐵離子易水解，且水解后顯酸性，對(duì)K₂FeO₄水解能起到促進(jìn)作用，故選B，故答案為：B；
（5）將試樣分別置于不同溫度的恒溫水浴中，來(lái)測(cè)定c（FeO₄^2-）的變化，顯然是確定溫度對(duì)FeO₄^2-濃度的影響情況，故答案為：探究溫度對(duì)FeO₄^2-濃度的影響；
（6）A、不同PH值時(shí)，溶液中鐵元素的存在形態(tài)及種數(shù)不相同，比如在PH值等于6時(shí)，就只有兩種形態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B、向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分?jǐn)?shù)先增大隨后又減小，故B錯(cuò)誤；
C、pH=6的這種溶液中，鐵元素的存在形態(tài)有HFeO₄^-和FeO₄^2-，加KOH溶液，只有HFeO₄^-能反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：HFeO₄^-+OH^-=FeO₄^2-+H₂O，故C正確；
故答案為：C．
分析：（1）氯氣是酸性氣體，能和燒堿溶液反應(yīng)，可以據(jù)此來(lái)生產(chǎn)“84”消毒液；
（2）根據(jù)流程確定混合物Ⅰ的組成以及經(jīng)過(guò)反應(yīng)②之后所得混合物II的組成，從中分離出K₂FeO₄后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)得到的副產(chǎn)品是什么，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，結(jié)合物質(zhì)的常見(jiàn)用途來(lái)回答；
（3）尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應(yīng)速率快，生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率較大兩方面；
（4）洗滌劑的選擇要求：要對(duì)K₂FeO₄水解能起到抑制作用的試劑；
（5）將試樣分別置于不同溫度的恒溫水浴中，來(lái)測(cè)定c（FeO₄^2-）的變化，顯然是確定溫度對(duì)FeO₄^2-濃度的影響情況；
（6）根據(jù)圖象的內(nèi)容來(lái)分析圖象所描述的意義．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合知識(shí)題目，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．