Question

6．用金屬鐵制備自來(lái)水的新型消毒、凈水劑K₂FeO₄的流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行此操作I時(shí)，用到的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需漏斗，請(qǐng)說(shuō)出該儀器的另外一種用途向酒精燈添加酒精．
（2）反應(yīng)③中沉淀D與H₂O₂發(fā)生化合反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃．
（3）反應(yīng)④一般控制在低溫30℃左右進(jìn)行，這與K₂FeO₄的物理性質(zhì)有關(guān)，猜測(cè)K₂FeO₄的物理性質(zhì)是溶解度隨溫度升高而增大．反應(yīng)④一般要加入固體KOH至溶液飽和以便得到更多的K₂FeO₄晶體，你認(rèn)為對(duì)此合理的解釋是提供更多K⁺．
（4）下列是K₂FeO₄制備，凈水過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)，凈水后的水溶液能使酚酞變紅，已知在反應(yīng)中元素的化合價(jià)升高的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)降低的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)．
①制備K₂FeO₄的反應(yīng)如下，對(duì)于該反應(yīng)，下列說(shuō)法不正確的是C
2Fe（OH）₃+3Cl₂+10KOH=0～30℃=2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O
A．Cl₂發(fā)生還原反應(yīng)                      B．該反應(yīng)不屬于四大基本反應(yīng)類(lèi)型
C．反應(yīng)前后溶液的pH值不會(huì)發(fā)生變化     D．K₂FeO₄中Fe元素化合價(jià)為+6價(jià)
②請(qǐng)完成該反應(yīng)：4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）_{3（膠體）}+8KOH+3O₂
③K₂FeO₄凈水劑除了殺菌消毒、吸附懸浮雜質(zhì)外，還有一個(gè)用途是除去水中的氨氣、硫化氫等氣體，這種作用與活性炭（填一種物質(zhì)名稱(chēng)）作用相似．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)分離混合物的具體方法來(lái)確定需要的儀器；
（2）根據(jù)反應(yīng)原理以及化學(xué)方程式的寫(xiě)法來(lái)分析；
（3）根據(jù)溶解度受溫度的影響以及使反應(yīng)充分的方法來(lái)分析；
（4）①A．根據(jù)物質(zhì)中元素的化合價(jià)變化情況來(lái)分析；B．根據(jù)反應(yīng)過(guò)程來(lái)分析；C．根據(jù)溶液的酸堿性來(lái)分析；D．根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的計(jì)算方法來(lái)分析；
②根據(jù)質(zhì)量守恒定律來(lái)分析；
③根據(jù)活性炭具有吸附作用來(lái)分析．

解答 解：（1）操作I是分離固體與液體的操作，是過(guò)濾，需要用到的玻璃儀器是漏斗、玻璃棒和燒杯，漏斗可用于過(guò)濾或向酒精燈內(nèi)添加酒精等；故填：漏斗；向酒精燈添加酒精（答案合理即可）；
（2）鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)生成了硫酸亞鐵溶液，加入氫氧化鉀后生成了氫氧化亞鐵，氫氧華亞鐵與過(guò)氧化氫發(fā)生化合反應(yīng)生成氫氧化鐵；故填：2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃；
（3）K₂FeO₄的溶解度隨著溫度的升高而增大，為了減少K₂FeO₄的溶解，所以④一般控制在低溫30℃左右進(jìn)行，增大反應(yīng)物的濃度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的更充分，生成更多的產(chǎn)物；反應(yīng)④一般要加入固體KOH至溶液飽和是為了提供更多的鉀離子，以便得到更多的K₂FeO₄晶體，故填：溶解度隨溫度升高而增大；提供更多K⁺
（4）①A．在化學(xué)反應(yīng)中，由Cl₂轉(zhuǎn)化為KCl，氯元素的化合價(jià)降低了，發(fā)生了還原反應(yīng)，故正確；
B．由化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物均為三種，不屬于任意一種基本反應(yīng)類(lèi)型，故正確；
C．反應(yīng)前的溶液中有KOH，顯堿性，而生成物的溶液呈中性，溶液的pH減小了，故錯(cuò)誤；
D．設(shè)化合物K₂FeO₄中鐵元素的化合價(jià)為x，依據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，有（+1×2）+x+（-2×4）=0，解得x=+6，故正確．
故填：C；
②化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類(lèi)和數(shù)目均不改變，由4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）++3O₂可知：
反應(yīng)前鉀原子是8個(gè)，反應(yīng)后也應(yīng)該有鉀原子是8個(gè)；
反應(yīng)前鐵原子是4個(gè)，反應(yīng)后是4個(gè)；
反應(yīng)前氧原子是26個(gè)，反應(yīng)后應(yīng)該是26個(gè)；
反應(yīng)前氫原子是20個(gè)，反應(yīng)后應(yīng)該是20個(gè)；
由分析可知，還缺少8K、8H、8O．因此空格處填寫(xiě)8KOH；
故填：8KOH；
 ③活性炭具有吸附作用，能吸附水中的色素和異味，K₂FeO₄凈水劑除了殺菌消毒、吸附懸浮雜質(zhì)外，還有一個(gè)用途是除去水中的氨氣、硫化氫等氣體，這種作用與活性炭類(lèi)似；故填：活性炭．

點(diǎn)評(píng) 本題給出了制取物質(zhì)的反應(yīng)流程圖，對(duì)于這類(lèi)題目，需要搞清楚每一步反應(yīng)物、生成物，清楚工藝流程原理．再結(jié)合有關(guān)的知識(shí)分析解答有關(guān)的問(wèn)題．