Question

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4）是新型多功能水處理劑。其生產工藝如下：

回答下列問題：

(1)反應①應在溫度較低的情況下進行，因溫度較高時NaOH與Cl2反應生成NaClO3，寫出溫度較高時反應的離子方程式____________。

(2)在溶液I中加入NaOH固體的目的是_______（填字母）。

A．與反應液I中過量的Cl2繼續反應，生成更多的NaClO

B．NaOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應速率

C．為下一步反應提供堿性的環境

D.使NaClO3轉化為NaClO

(3)反應的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產率都有影響。圖1為不同的溫度下，不同質量濃度的Fe(NO3)3對K2FeO4生成率的影響；圖2為一定溫度下，Fe(NO3)3質量濃度最佳時，NaClO濃度對K2FeO4的生成率的影響。

工業生產中最佳溫度為_______，此時Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質量濃度之比為_____。

(4)反應③中的離子反應方程式為_________________；溶液Ⅱ中加入飽和KOH得到濕產品的原因是__________________。

(5)高鐵酸鉀作為水處理劑是能與水反應其離子反應是：4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（膠體）十3O2↑+8OH-。則其作為水處理劑的原理是：①_______________；②_______________。

Answer 1

【答案】 6OH-+3Cl2=ClO3- +5C1-+3H2O A、C 26℃ 6:5（或l.2:1） 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉要小 高鐵酸鉀中的鐵為+6價具有強氧化性能殺菌消毒 水解產生氫氧化鐵膠體具有吸附作用而凈水

【解析】由題意及流程可知，先制備次氯酸鈉，然后除去氯化鈉，在堿性條件下次氯酸鈉與硝酸鐵發生反應生成高鐵酸鈉，高鐵酸鈉與氫氧化鉀發生復分解反應得到高鐵酸鉀，經分離提純后得到高鐵酸鉀晶體。

(1)溫度較高時NaOH與Cl2反應生成NaClO3，反應的離子方程式為6OH-+3Cl2=ClO3- +5C1-+3H2O。

(2)在溶液I中加入NaOH固體的目的是，與反應液I中過量的Cl2繼續反應，生成更多的NaClO，并且為下一步反應提供堿性的環境，選 A、C。

(3)由圖1可知，在26℃、Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的質量濃度分別為330g/L和275g/L時，高鐵酸鉀的生成率最高。所以，工業生產中最佳溫度為26℃，此時Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質量濃度之比為6:5（或l.2:1）。

(4)反應③中的離子反應方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；溶液Ⅱ中加入飽和KOH得到濕產品的原因是高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉要小。

(5)高鐵酸鉀作為水處理劑是因為其能與水反應，離子方程式為4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（膠體）十3O2↑+8OH-。則其作為水處理劑的原理是：①高鐵酸鉀中的鐵為+6價具有強氧化性能殺菌消毒；②水解產生的氫氧化鐵膠體具有吸附作用而凈水。