Question

高鐵酸鉀是一種高效的多功能水處理劑，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、殺菌、除臭等作用，高鐵酸鉀的開(kāi)發(fā)和利用正日益顯示出其廣闊的應(yīng)用前景。其制備路線如下：

試回答下列問(wèn)題

(1)操作①后的混合液中加入NaOH溶液的作用是：                            。

最后用異丙醇洗滌產(chǎn)品的目的是                                             。  

(2) 操作②與操作③相同，該操作名稱是：___________________。

(3)反應(yīng)器中，NaOH、NaClO及Fe(NO₃)₃反應(yīng)的離子方程式為： _____________________。

(4)次氯酸鈉濃度對(duì)高鐵酸鉀產(chǎn)率有一定影響（下圖甲），當(dāng)高鐵酸鉀產(chǎn)率最高時(shí)，NaClO的物質(zhì)的量濃度約為_(kāi)________。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

 

(5)從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備中間產(chǎn)物Na₂FeO₄較好的方法為電化學(xué)法，其裝置如圖乙所示，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為                                               。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）增大溶液中的鈉離子濃度，便于高鐵酸鈉析出。（2分）

降低產(chǎn)品的溶解度，減少損失；加快水分揮發(fā)，易于干燥（2分）  （2）過(guò)濾（2分）

(3)2Fe³⁺ + 3ClO^─ + 10OH^─ ="=" 2FeO₄^2─ + 3Cl^─ + 5H₂O（3分）

(4)3.6m ol/L（2分）；   (5) Fe + 8OH^─－6e^─＝FeO₄^2─ + 4H₂O（3分）

【解析】

試題分析：（1）操作①后的混合液中加入NaOH溶液，可以增大溶液中鈉離子的濃度，便于高鐵酸鈉析出。異丙醇是有機(jī)溶劑，易揮發(fā)，所以加入異丙醇的目的是降低產(chǎn)品的溶解度，減少損失；加快水分揮發(fā)，易于干燥。

（2）操作②與操作③都是將固體從液體中分離出來(lái)，因此可采用過(guò)濾。

（3）次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，能把硝酸鐵氧化生成高鐵酸鈉，反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺ + 3ClO^─ + 10OH^─＝2FeO₄^2─ + 3Cl^─ + 5H₂O。

（4）根據(jù)圖甲可知，當(dāng)高鐵酸鉀產(chǎn)率最高時(shí)，NaClO的質(zhì)量濃度約是270/L，所以次氯酸鈉大的物質(zhì)的量濃度是270÷74.5＝3.6mol/L。

（5）電解池中陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以根據(jù)裝置圖可知，陽(yáng)極是鐵失去電子，則陽(yáng)極電極反應(yīng)式是Fe + 8OH^─－6e^─＝FeO₄^2─ + 4H₂O。

考點(diǎn)：考查高鐵酸鉀制備的工藝流程圖的有關(guān)判斷

點(diǎn)評(píng)：該題以高鐵酸鉀的制備為載體，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)工藝流程試題了解掌握情況。試題綜合性強(qiáng)，貼近高考，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及動(dòng)手操作能力，也有利于培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。