Question

2．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有強氧化性，是一種新型多功能水處理劑．其生產(chǎn)工藝如圖甲：

已知：①Cl₂和KOH溶液反應，溫度較低時生成KClO，溫度較高時生成KClO₃
②2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
請回答下列問題：
（1）配制一定質(zhì)量分數(shù)的Fe（NO₃）₃溶液，所需玻璃儀器除量筒外還需要BD（填字母，下同）；
配制過程中，通常加入一定量的某種試劑是HNO₃（填化學式）．
A．容量瓶B．燒杯C．燒瓶D．玻璃棒
（2）溶液Ⅰ中加入KOH固體的主要目的是AC．
A．為下一步反應提供堿性的環(huán)境
B．使 KClO₃轉(zhuǎn)化為KClO
C．與溶液Ⅰ中過量的Cl₂繼續(xù)反應，生成更多的KClO
D．KOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應速率
（3）工業(yè)生產(chǎn)中反應的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響．
圖乙為不同的溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃不同質(zhì)量濃度對K₂ FeO₄生成率的影響；
圖丙為一定溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃質(zhì)量濃度最佳時，KClO質(zhì)量濃度對K₂FeO₄生成率的影響．
該工業(yè)生產(chǎn)的最佳溫度為26℃，在此溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃與KClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度的比值約為1.2（保留小數(shù)點后 1位）．
（4）“溶液Ⅱ”中加入KOH 固體至飽和，析出濕產(chǎn)品K₂FeO₄晶體而無其他晶體析出的原因為該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比其他晶體的溶解度小．
（5）K₂FeO₄在水溶液中易發(fā)生反應：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．在提純  K₂FeO₄時采用重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法．
①洗滌劑最好選用B．
A．H₂O    B．KOH溶液、丙醇C．NH₄Cl溶液、丙醇D．Fe（NO₃）₃溶液、丙醇
②如何判斷K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈：取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，無白色沉淀生成，說明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，反之K₂FeO₄晶體沒有洗滌干凈．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)配制質(zhì)量分數(shù)的Fe（NO₃）₃溶液步驟和儀器解答；根據(jù)三價鐵易發(fā)生水解，故配制過程中，通常加入一定量的硝酸抑制其水解；
（2）根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過量，第③步需要堿性條件，在溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，氧化還原反應中化合價有升有降；
（3）尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應速率快，生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率較大兩方面；
（4）根據(jù)高鐵酸鉀與其他晶體的溶解度來分析；
（5）①洗滌劑的選擇要求：要對K₂FeO₄水解能起到抑制作用的試劑；
②因只要檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-，即可證明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，據(jù)此分析．

解答 解：（1）配制一定質(zhì)量分數(shù)的Fe（NO₃）₃溶液步驟為計算、稱量、溶解，用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、量筒，還需要的儀器為：燒杯、玻璃棒；因為三價鐵易發(fā)生水解生成氫氧化鐵和硝酸，故配制過程中，通常加入一定量的硝酸抑制其水解；故答案為：BD；HNO₃；
（2）A、第③步需要堿性條件，所以堿要過量，故A正確；
B、KClO₃轉(zhuǎn)化為 KClO，化合價只降不升，故B錯誤；
C、根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，第①步氯氣過量，加入KOH固體后會繼續(xù)反應生成KClO，故C正確；
D、因溫度較高時KOH 與Cl₂ 反應生成的是KClO₃，而不是KClO，故D錯誤；
故選：AC；
（3）尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應速率快，生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率較大兩方面，所以工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃，因為在該溫度下生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率最大，此時Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為$\frac{330}{275}$=1.2，故答案為：26；1.2；
（4）低溫下，在在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K₂FeO₄），可知該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比其他晶體的溶解度小，
故答案為：該溫度下高鐵酸鉀的溶解度比其他晶體的溶解度��；
（5））①洗滌劑的選擇要求：要對K₂FeO₄水解能起到抑制作用的試劑，在選項中，A能讓K₂FeO₄水解，B中醋酸鈉水解顯堿性，對K₂FeO₄水解能起到抑制作用，C和D中的銨根和三價鐵離子易水解，且水解后顯酸性，對K₂FeO₄水解能起到促進作用，故選B，故答案為：B；
②因只要檢驗最后一次的洗滌中無Cl^-，即可證明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，操作為最后一次洗滌液少許于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，無白色沉淀生成，說明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，反之K₂FeO₄晶體沒有洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，無白色沉淀生成，說明K₂FeO₄晶體已經(jīng)洗滌干凈，反之K₂FeO₄晶體沒有洗滌干凈．

點評 本題結(jié)合高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的制備主要考查了氧化還原反應的知識、離子的檢驗等，培養(yǎng)了學生運用知識的能力．