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，其生產工藝如下：

（1）寫出工業上制取Cl2的化學方程式_____________________________________。

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

（3）寫出Fe(NO3)3溶液與堿性KClO溶液反應的化學方程式：______________________。

（4）K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因是：

①_____________________，②_________________________。

（5）從“反應液II”中分離出K2FeO4后，副產品是_________________（寫化學式）。

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

Answer 1

【答案】2NaCl+2H2O2NaCl+Cl2↑+H2↑與反應液I中多余的Cl2反應2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2OK2FeO4強氧化劑，殺菌消毒還原產物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，溫度低時發生反應Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，向溶液I中加入KOH，使氯氣完全反應，且將溶液轉化為堿性溶液，只有堿性條件下次氯酸根離子才能和鐵離子發生氧化還原反應生成高鐵酸根離子，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，發生反應2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，得到溶液II，純化得到濕產品，將濕產品洗滌、干燥得到晶體K2FeO4。

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

（2）由工藝流程可以知道，反應液I中有過量的Cl2反應，加KOH固體的目的是與過量的Cl2繼續反應生成KClO；

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

（4）K2FeO4具有強氧化性，可殺菌消毒，同時被還原形成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具有強氧化性，可殺菌消毒；②還原產物Fe元素為+3價，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“反應液II”中分離出K2FeO4后，會有副產品KNO3、KCl；

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