Question

【題目】以鈦白副產品硫酸亞鐵制備的鐵黃(FeOOH)代替硝酸鐵等可溶性鐵鹽制備高鐵酸鉀，可降低生產工藝成本且產品質量好。該制備工藝如下：

回答下列問題：

(1)寫出該生產工藝中得到的副產品的一種用途：________________________。

(2)反應①的離子方程式為___________________________。

(3)反應③的化學方程式為2FeOOH＋3KClO＋4KOH===2K2FeO4＋3H2O＋3KCl，則流程中第一次加固體KOH的作用是______________________。第二次加固體KOH的作用是________________________。

(4)K2FeO4在水溶液中易“水解”：4FeO＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。則在洗滌干燥時，洗滌劑最好選用________(填序號)。

a．H2O b．CH3COOK、異丙醇

c．NH4Cl、異丙醇 d．Fe(NO3)3、異丙醇

(5)實驗測得反應液的pH、溫度對鐵黃產量的影響如圖所示。為了獲取更多的鐵黃，反應液的pH應控制在________附近；反應液溫度高于40 ℃時，鐵黃的產量下降的原因可能是

________________________。

(6)用K2FeO4處理水時，不僅能消毒殺菌，還能除去水體中的H2S、NH3等，生成的Fe(OH)3膠體還能吸附水中的懸浮雜質。試寫出K2FeO4處理含有NH3的污水時與NH3反應的離子方程式：_______________________________。

Answer 1

【答案】(1)作鉀肥(或補鉀劑、工業制備鉀等)

(2)4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋

(3)與足量的Cl2繼續反應生成更多的KClO，為下一步反應提供反應物 降低高鐵酸鉀的溶解度、增強高鐵酸鉀的穩定性 (4)b

(5)4.5 溫度升高，催化劑NO、NO2的溶解度減小或更易逸出(或其他合理答案)

(6)2FeO＋2NH3＋2H2O===2Fe(OH)3(膠體)＋N2↑＋4OH－[或2FeO＋2NH3·H2O===

2Fe(OH)3(膠體)＋N2↑＋4OH－]

【解析】(1)根據工藝流程圖分析知，副產品為氯化鉀。(2)由流程圖知反應物為FeSO4溶液、O2, 生成物為FeOOH，循環利用的濾液Ⅰ應該呈酸性，進而寫出離子方程式。(3)注意分析“足量氯氣”、“反應②”即可得出結論；第二次加固體KOH后是過濾，說明KOH可降低高鐵酸鉀的溶解度，結合第(4)問，KOH可抑制高鐵酸鉀的水解。(4)K2FeO4在水溶液中易水解呈堿性。CH3COOK溶于水，水解顯堿性，異丙醇能減少洗滌過程中K2FeO4的損失，故b正確。(5)反應液溫度越高，單位時間內生成物的產量應越高，但在本實驗中，溫度高于40 ℃時鐵黃的產量反而下降，聯想到催化劑為氣體，氣體的溶解度隨著溫度的升高而減小。(6)向含有NH3的污水中加入適量的K2FeO4，應將污染物轉化為無污染的物質氮氣，而高鐵酸鉀對應的還原產物是氫氧化鐵，其中氮的化合價從－3升高到0，鐵元素的化合價從＋6降低到＋3，根據得失電子守恒、原子守恒即可寫出反應的離子方程式。