Question

【題目】高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑，其生產(chǎn)工藝如下：

（1）寫(xiě)出工業(yè)上制取Cl2的化學(xué)方程式_____________________________________。

（2）在“反應(yīng)液I”中加入KOH固體的目的是①_________________，②提供堿性環(huán)境。

（3）寫(xiě)出Fe(NO3)3溶液與堿性KClO溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。

（4）K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因是：

①_____________________，②_________________________。

（5）從“反應(yīng)液II”中分離出K2FeO4后，副產(chǎn)品是_________________（寫(xiě)化學(xué)式）。

（6）該工藝每得到1.98 kg K2FeO4，理論上消耗Cl2的物質(zhì)的量為_______mol。

Answer 1

【答案】2NaCl+2H2O2NaCl+Cl2↑+H2↑與反應(yīng)液I中多余的Cl2反應(yīng)2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2OK2FeO4強(qiáng)氧化劑，殺菌消毒還原產(chǎn)物Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體凈水KNO3 KCl15

【解析】

足量Cl2通入和KOH溶液中，溫度低時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，向溶液I中加入KOH，使氯氣完全反應(yīng)，且將溶液轉(zhuǎn)化為堿性溶液，只有堿性條件下次氯酸根離子才能和鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成高鐵酸根離子，除去KCl得到堿性的KClO濃溶液，向堿性的KClO濃溶液中加入90%的Fe（NO3）3溶液，發(fā)生反應(yīng)2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，得到溶液II，純化得到濕產(chǎn)品，將濕產(chǎn)品洗滌、干燥得到晶體K2FeO4。

（1）工業(yè)是利用電解飽和食鹽水制取氯氣。反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H2O2NaCl+Cl2↑+H2↑；

（2）由工藝流程可以知道，反應(yīng)液I中有過(guò)量的Cl2反應(yīng)，加KOH固體的目的是與過(guò)量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)生成KClO；

（3）根據(jù)分析可以知道，Fe（NO3）3溶液與堿性KClO溶液反應(yīng)生成高鐵酸鉀和氯化鉀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe（NO3）3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3KCl+6KNO3+5H2O；

（4）K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒，同時(shí)被還原形成Fe（OH）3膠體，可吸附水中懸浮物形成沉淀，所以K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因是①K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒；②還原產(chǎn)物Fe元素為+3價(jià)，在水中形成Fe（OH）3膠體，可吸附水中懸浮物形成沉淀；

（5）由工藝流程及③可以知道，從“反應(yīng)液II”中分離出K2FeO4后，會(huì)有副產(chǎn)品KNO3、KCl；

（6）根據(jù)反應(yīng)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O和2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，可得關(guān)系式2K2FeO4～3Cl2，1.98kgK2FeO4的物質(zhì)的量為10mol，根據(jù)關(guān)系式可以知道氯氣的物質(zhì)的量為15mol。