Question

（2012?保定一模）【化學一化學與技術】
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．其生產工藝如圖：

已知：
①溫度較低時，Cl₂通入KOH溶液生成次級酸鹽；溫度較高時，Cl₂通入KOH溶液生成氯酸鹽；
②Fe（NO₃）₃溶液與KClO溶液在強堿性環境中生成K₂FeO₄．請回答下列問題：
（1）該生產工藝應在

溫度較低

（填“溫度較高”或“溫度較低”）的情況下進行．
（2）為了提高生活用水的衛生標準，自來水廠常使用高鐵酸鉀（K₂FeO₄）進行消毒、凈化以改善水質，其原因是

+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性，可殺菌消毒，還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉

（3）經過高鐵酸鉀（K₂FeO₄）處理后的水不是純凈水，若要得到純凈水．可采用的凈化方法是

蒸餾

（4）高鐵酸鉀溶于水形成淺紫紅色溶液，溶液靜置時會逐漸生成氧氣并沉淀出三氧化二鐵，此過程也會使溶液的pH增大．寫出其化學方程式：

4K₂FeO₄+4H₂O=2Fe₂O₃+8KOH+3O₂↑

（5）在“反應液I”中加KOH固體的目的是為了①吸收“反應液I”中過量的Cl₂，生成更多的KClO；②

為下一步反應提供反應物

．
（6）從“反應液Ⅱ”中分離出K₂FeO₄后，副產品是

KNO₃

和

KCl

（寫化學式）．

Answer 1

分析：（1）由工藝流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃與KClO制備K₂FeO₄，由信息②可知溫度較高KOH與Cl₂ 反應生成的是KClO₃；
（2）K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，價態高，+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性，可殺菌消毒；還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉；
（3）分離液體混合物需要用蒸餾的方法分離；
（4）高鐵酸鉀溶于水形成淺紫紅色溶液，溶液靜置時會逐漸生成氧氣并沉淀出三氧化二鐵，此過程也會使溶液的pH增大說明生成物中含有堿，依據原子守恒書寫；
（5）由工藝流程可知，反應液I中有過量的Cl₂反應，生成更多的KClO；
（6）由工藝流程及③可知，從“反應液II”中分離出K₂FeO₄后，會有副產品KNO₃、KCl．

解答：解：（1）由工藝流程及③可知，利用Fe（NO₃）₃與KClO制備K₂FeO₄，由信息②可知溫度較高KOH與Cl₂ 反應生成的是KClO₃．由信息①可知，在低溫下KOH與Cl₂ 反應生成的是KClO．故選擇低溫較低，故答案為：溫度較低；
（2）K₂FeO₄中鐵元素化合價為+6價，價態高，易得電子，表現強氧化性，+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性，可殺菌消毒；還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉，
故答案為：+6價的Fe元素易得電子表現出強氧化性，可殺菌消毒；還原產物Fe元素為+3價，在水中形成Fe（OH）₃膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉；
（3）過高鐵酸鉀（K₂FeO₄）處理后的水不是純凈水，若要得到純凈水．可采用的凈化方法是蒸餾；
故答案為：蒸餾；
（4）高鐵酸鉀溶于水形成淺紫紅色溶液，溶液靜置時會逐漸生成氧氣并沉淀出三氧化二鐵，此過程也會使溶液的pH增大說明生成氫氧化鉀，反應的化學方程式為：
4K₂FeO₄+4H₂O=2Fe₂O₃+8KOH+3O₂↑；
故答案為：4K₂FeO₄+4H₂O=2Fe₂O₃+8KOH+3O₂↑；
（5）由工藝流程可知，反應液I中有過量的Cl₂反應，加KOH固體的目的是與過量的Cl₂繼續反應，生成更多的KClO．為下一步反應提供反應物；
故答案為：為下一步反應提供反應物；
（6）由工藝流程及③可知，從“反應液II”中分離出K₂FeO₄后，會有副產品KNO₃、KCl，故答案為：KNO₃、KCl．

點評：本題考查學生閱讀題目獲取信息的能力、對工藝流程的理解與條件的控制、對物質的量濃度理解等，難度中等，需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力，注意基礎知識的掌握．