Question

Cl₂是一種常用的自來(lái)水消毒劑，高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比Cl₂、O₂、ClO₂、KMnO₄氧化性更強(qiáng)，無(wú)二次污染，工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，使高鐵酸鉀析出．
Ⅰ：如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置（夾持設(shè)備已略）．
（1）寫(xiě)出A中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）裝置B中飽和食鹽水的作用是

除去Cl₂中的HCl

；同時(shí)裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)B中的現(xiàn)象

錐形瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升

．
（3）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入

d

．

	a	b	c	d
Ⅰ	干燥的有色布條	干燥的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條
Ⅱ	堿石灰	硅膠	濃硫酸	無(wú)水氯化鈣
Ⅲ	濕潤(rùn)的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

II：（1）干法制備高鐵酸鉀的主要反應(yīng)為：2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
①該反應(yīng)中的氧化劑是

Na₂O₂

，還原劑是

Na₂O₂和FeSO₄

，每生成1mol Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移

5N_A

個(gè)電子．
②簡(jiǎn)要說(shuō)明K₂FeO₄作為水處理劑時(shí)所起的作用

高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；消毒過(guò)程中自身被還原為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺水解生成Fe（OH）₃膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降

，
（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒：Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O．寫(xiě)出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：

2Fe（OH）₃+3C1O^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3C1^-+5H₂O

．

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣；
（2）氯化氫極易溶于氯化鈉溶液，但氯氣不易溶于氯化鈉溶液；氣體壓強(qiáng)增大易導(dǎo)致液面上升；
（3）驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無(wú)漂白性，濕潤(rùn)的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性；
II（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2NaFeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe、O元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，由化合價(jià)的變化計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解；
（2）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)可知，氫氧化鐵被氧化．

解答：解：Ⅰ．（1）加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，離子反應(yīng)方程式為：
MnO₂+4H⁺+2 Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2 Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）反應(yīng)過(guò)程中氯化氫和水蒸氣是氯氣中 的雜質(zhì)，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl；裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時(shí)B中的，壓強(qiáng)增大，錐形瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，
故答案為：除去Cl₂中的HCl； 錐形瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升；
（3）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無(wú)漂白性，濕潤(rùn)的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，選項(xiàng)中abc的Ⅱ中都是干燥劑，再通入濕潤(rùn)的有色布條不能驗(yàn)證氯氣的漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤(rùn)的有色布條、無(wú)水氯化鈣、干燥的有色布條，故選d；
Ⅱ．（1）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑中Fe、O元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，則氧化劑為Na₂O₂，還原劑為FeSO₄，由降低O元素可知每生成1mo1Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1mol×5×（2-1）=5mol，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5N_A，故答案為：Na₂O₂；FeSO₄和Na₂O₂；5N_A；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)，
故答案為：高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；消毒過(guò)程中自身被還原為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺水解生成Fe（OH）₃膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降；
（2）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄），結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)可知，氫氧化鐵被氧化，該離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+3C1O^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3C1^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3C1O^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3C1^-+5H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氯氣的制取、干燥和檢驗(yàn)及氧化還原反應(yīng)，明確信息及物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)確定反應(yīng)物與生成物是解答本題的關(guān)鍵，并熟悉該反應(yīng)中元素的化合價(jià)來(lái)解答即可，題目難度中等．