Question

【化學(xué)--選修2化學(xué)與技術(shù)】（15分）

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：

已知：2KOH + Cl2 ═ KCl + KClO + H2O（條件：溫度較低）

　　 6KOH + 3Cl2 ═ 5KCl + KClO3 + 3H2O（條件：溫度較高）

　　回答下列問(wèn)題：

（1）該生產(chǎn)工藝反應(yīng)①應(yīng)在　　　 （填“溫度較高”或“溫度較低”）的情況下進(jìn)行；

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

（3）K2FeO4具有強(qiáng)氧化性的原因　　　　　　　　　　　 ；

（4）配制KOH溶液時(shí)，是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固體（ 該溶液的密度為1.47 g/mL），它

的物質(zhì)的量濃度為　　　 　　　　　　　　　　　��；

（5）在“溶液I”中加KOH固體的目的是　　　　 　　　　　　　　　　�。�

　 A．與 “溶液I” 中過(guò)量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO

　 B．KOH固體溶解時(shí)會(huì)放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率

　 C．為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物　　　

　D．使副產(chǎn)物KClO3轉(zhuǎn)化為 KClO

（6）從“反應(yīng)液II”中分離出K2FeO4后，還會(huì)有副產(chǎn)品　　　�。▽�(xiě)化學(xué)式），它們都是重要的化工 產(chǎn) 品，具體說(shuō)出其中一種物質(zhì)的用途　　　　　　　　　　　 （答1點(diǎn)即可）； 則反應(yīng)③中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 。

（7）如何判斷K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈 。

 

Answer 1

（15分）

（1）溫度較低 （1分）

（2）2NaCl + 2H2O 　2NaOH + H2↑ + Cl2↑（2分）

（3）Fe元素的化合價(jià)顯+6價(jià)，易得電子（1分）

（4）10 mol/L （2分）

（5）AC （2分）

（6）KNO3　 KCl，�。�2分）

KNO3可用于化肥，炸藥等 （答1點(diǎn)即得1分）

2Fe3+ + 3ClO－ + 10 OH－ ＝ 2FeO42- + 3Cl－+ 5H2O （2分）

（7）取最后一次的洗滌液于試管中，先加稀硝酸、再加硝酸銀溶液，無(wú)白色沉淀則已被洗凈，反之則沉淀沒(méi)有洗滌干凈。（2分）

【解析】

試題分析：（1）該生產(chǎn)工藝反應(yīng)①應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，因?yàn)楹竺鏁?huì)用到KClO溶液；

（2）工業(yè)上制取Cl2，是通過(guò)電解飽和食鹽水的方法，化學(xué)方程式為2NaCl + 2H2O 　2NaOH + H2↑ + Cl2↑；

（3）K2FeO4具有強(qiáng)氧化性的原因是Fe元素的化合價(jià)顯+6價(jià)，易得電子，具有強(qiáng)氧化性；

（4）溶液的質(zhì)量是100+61.6=161.6g，則溶液的體積為161.6g/1.47g/mL=110mL=0.11L,溶質(zhì)的物質(zhì)的量是61.6g/56g/mol=1.1mol，所以溶液的物質(zhì)的量濃度為1.1mol/0.11L=10mol/L；

（5）反應(yīng)①中通入過(guò)量的氯氣，所以氯氣有剩余，加入氫氧化鉀固體與過(guò)量的氯氣反應(yīng)，生成更多的KClO，為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物；所以答案選AC；

（6）反應(yīng)③中硝酸鐵與次氯酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鐵離子被氧化為FeO42- ，次氯酸根離子被還原為氯離子，所以從“反應(yīng)液II”中分離出K2FeO4后，還會(huì)有副產(chǎn)品KNO3、KCl，其中KNO3可用于化肥，炸藥等；根據(jù)分析，反應(yīng)③中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為2Fe3+ + 3ClO－ + 10 OH－ ＝ 2FeO42- + 3Cl－+ 5H2O；

（7）生成K2FeO4的同時(shí)還有氯化鉀生成，所以判斷K2FeO4晶體是否洗滌干凈就是判斷洗滌液中是否含有氯離子，判斷方法是取最后一次的洗滌液于試管中，先加稀硝酸、再加硝酸銀溶液，無(wú)白色沉淀則已被洗凈，反之則沉淀沒(méi)有洗滌干凈。

考點(diǎn)：考查的工業(yè)流程的分析，工業(yè)制氯氣的方法，物質(zhì)氧化性的判斷，判斷K2FeO4晶體洗滌干凈的方法