Question

12．高鐵酸鉀是一種高效的多功能的水處理劑．工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)，原理為：3NaClO+2Fe（NO₃）₃+10NaOH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O
Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH主要的生產(chǎn)流程如下：

（1）寫出反應(yīng)①的離子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（2）流程圖中“轉(zhuǎn)化”是在某低溫下進(jìn)行的，說明此溫度下K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄）（填“＞”或“＜”或“=”）．

（3）反應(yīng)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1為不同的溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃不同質(zhì)量濃度對K₂FeO₄生成率的影響；
圖2為一定溫度下，F(xiàn)e（NO₃）₃質(zhì)量濃度最佳時(shí)，NaClO濃度對K₂FeO₄生成率的影響．
①工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為26℃，此時(shí)Fe（NO₃）₃與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為1.2．
②若NaClO加入過量，氧化過程中會(huì)生成Fe（OH）₃，寫出該反應(yīng)的離子方程式：3ClO^-+Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO．
③若Fe（NO₃）₃加入過量，在堿性介質(zhì)中K₂FeO₄與Fe³⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K₃FeO₄，此反應(yīng)的離子方程式：2FeO₄^2-+Fe³⁺+8OH^-=3FeO₄^3-+4H₂O．
（4）K₂FeO₄ 在水溶液中易水解：4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．在“提純”K₂FeO₄中采用重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用B溶液（填序號）．
A．H₂O   B．CH₃COONa、異丙醇   C．NH₄Cl、異丙醇   D．Fe（NO₃）₃、異丙醇．

Answer 1

分析 （1）氯氣是酸性氣體，能和燒堿溶液反應(yīng)生成NaCl和NaClO；
（2）從難溶電解質(zhì)的沉淀轉(zhuǎn)化的角度分析；
（3）①尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應(yīng)速率快，生成高鐵酸鉀的產(chǎn)率較大兩方面；
②從鹽類的水解角度分析；
③根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫反應(yīng)的離子方程式；
（4）選擇的洗滌劑應(yīng)能抑制K₂FeO₄的水解，并注意減少K₂FeO₄的溶解．

解答 解：（1）氯氣是酸性氣體，能和燒堿溶液反應(yīng)，反應(yīng)實(shí)質(zhì)為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）根據(jù)反應(yīng)Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH可知，反應(yīng)生成溶解度更小的物質(zhì)，說明此溫度下K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄），故答案為：＜；
（3）①尋找最佳溫度要具備的條件：該溫度下反應(yīng)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?yàn)樵谠摐囟认律�成高鐵酸鉀的產(chǎn)率最大，此時(shí)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；
②若NaClO加入過量，氧化過程中會(huì)生成Fe（OH）₃，原因是NaClO水解呈堿性，F(xiàn)e（NO₃）₃水解呈酸性，二者發(fā)生互促水解，反應(yīng)的離子方程式為3ClO^-+Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO，
故答案為：3ClO^-+Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO；
③堿性介質(zhì)中K₂FeO₄與Fe³⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K₃FeO₄，反應(yīng)的離子方程式為2FeO₄^2-+Fe³⁺+8OH^-=3FeO₄^3-+4H₂O，故答案為：2FeO₄^2-+Fe³⁺+8OH^-=3FeO₄^3-+4H₂O；
（4）為抑制K₂FeO₄的水解，應(yīng)在堿性條件下洗滌，可用CH₃COONa，為防止K₂FeO₄的溶解，可用異丙醇洗滌，故答案為：B．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，解答本題時(shí)注意把握題給信息，注重知識遷移能力的培養(yǎng)，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．