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。其生產工藝如下：

已知：①2KOH + Cl₂ = KCl + KClO + H₂O（條件：溫度較低）

②6KOH + 3Cl₂ = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O（條件：溫度較高）

（1）該生產工藝應在              （填“溫度較高”或“溫度較低”）情況下進行；

（2）寫出工業上制取Cl₂的化學方程式                                             ；

（3）在“反應液I”中加KOH固體的目的是                              ：

（4）加入硝酸鐵溶液生成反應液Ⅱ的化學方程式：                                

（5）從“反應液Ⅱ”中分離出K₂FeO₄后，會有副產品                             （寫化學式），它們都是重要的化工產品，具體說出其中一種物質的用途              。

（6）將適量K₂FeO₄溶解于pH＝4.74的溶液中，配制成c(FeO₄^2－) ＝1.0 mmol·L^－1的試樣，將試樣分別置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，測定c(FeO₄^2－)的變化，結果見圖。該實驗的目的是             ；發生反應的△H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

 

Answer 1

【答案】

溫度較低  （2）2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH（3）與“反應液I”中過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO，為下一步反應提供反應物。（4）2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O（5）KNO₃  KCl。KNO₃是一種復合化肥。（6）研究溫度對c(FeO₄^2－)(或FeO₄^2－水解反應)的影響  ＞。

【解析】

試題分析：（1）在溫度較低下發生反應① 2KOH + Cl₂ = KCl + KClO + H₂O，在溫度較高時發生反應② 6KOH+ 3Cl₂ = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O。現在要制備KClO。為了防止產生雜質KClO₃。所以反應要在溫度較低下進行。（2）在工業上Cl₂是用電解飽和食鹽水的方法制取的，反應的化學方程式是2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH。（3）在“反應液I”中要加KOH固體，目的是與反應液I中過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO，為下一步反應提供反應物。4）加入硝酸鐵溶液發生反應的化學方程式：2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O。（5）由反應方程式可看出：分離出K₂FeO₄后，會得到副產品KNO₃  KCl，它們都是重要的化工產品，其中KNO₃ KNO₃是一種復合化肥。用于農業生產，來達到增產、增收的目的。KCl可用于治療糖尿病患者或高血壓患者的的食用鹽的添加劑等。（6）由圖可看出：該實驗的目的研究溫度對c(FeO₄^2－)(或FeO₄^2－水解反應)的影響 。升高溫度c(FeO₄^2－)降低。說明升高溫度，水解平衡向消耗該物質的方向移動。即升高溫度，催進鹽的水解。所以水解反應是吸熱反應。故△H＞0。

考點：考查集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的生產工藝及制取過程中涉及的化學反應原理的知識。