高铁酸钾是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：已知：① 2KOH + Cl2 =" KCl" + KCl

题文

（15分）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：



已知：①  2KOH + Cl₂ =" KCl" + KClO + H₂O（条件：温度较低）
②  6KOH + 3Cl₂ =" 5KCl" + KClO₃ + 3H₂O（条件：温度较高）
③  2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在             （填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；
（2）写出工业上制取Cl₂的化学方程式                                   ；
（3）K₂FeO₄可作为新型多功能水处理剂的原因                            ；
（4）与MnO_{2 —} Zn电池类似，K₂FeO_{4 —} Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为_____。
（5）在“反应液I ”中加KOH固体的目的是①            ，②               ；
（6）从“反应液II ”中分离出K₂FeO₄后，副产品是              （写化学式）。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）温度较低（2）2NaCl + 2H₂O

2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑
（3）+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe(OH)₃胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。
（4）FeO₄^2-+3e^-+4H₂O= Fe(OH)₃+5OH^-；2FeO₄^2-+8H₂O+3Zn= 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^-
（5）与“反应液I”中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO；为下一步反应提供反应物
（6）KNO₃  KCl

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解析

（1）根据反应方程式可知：该生产工艺应在温度较低的情况下进行；（2）在工业上一般用电解法制取氯气。制取Cl₂的化学方程式为2NaCl + 2H₂O

2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑。（3）K₂FeO₄中的Fe+6价，易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe(OH)₃胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。因此可作为新型多功能水处理剂。（4）K₂FeO_{4 —} Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式是FeO₄^2-+3e^-+4H₂O= Fe(OH)₃+5OH^-；该电池总反应的离子方程式为2FeO₄^2-+8H₂O+3Zn= 2Fe(OH)₃+ 3Zn(OH)₃+4OH^-。（5）在“反应液I ”中加KOH固体的目的有两个。①是与“反应液I”中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO；②是为下一步反应提供反应物。（6）根据反应方程式2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O可知：从“反应液II ”中分离出K₂FeO₄后，副产品是KNO₃和KCl。

考点

据考高分专家说，试题“（15分）高铁酸钾（K2FeO4）是一种.....”主要考查你对 [溶液 ]考点的理解。

溶液

溶液：
一种或几种物质分散到另一种物质中，形成均一、稳定的混合物，分散质粒子的直径d<10^-9m

电中性原理：

溶液对外是不显电性的，所以，在电解质的溶液中，阳离子所带正电荷总数=阴离子所带负电荷总数。
如含K⁺、Al³⁺、H⁺、Cl^-、SO₄^2-的溶液中，必然存在c(K⁺)+3c(Al³⁺)+c(H⁺)=c(Cl^-)+2c(SO₄^2-)。

溶液的稀释定律：

1. 稀释前后溶液中溶质的物质的量不变： c(浓溶液)V(浓溶液)=c(稀溶液)V(稀溶液)
2. 稀释前后溶液中溶质的质量不变： ρ(浓溶液)V(浓溶液)w%(浓溶液)=ρ(稀溶液)V(稀溶液)w%(稀溶液)

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容量瓶的使用：

1．容量瓶的使用及注意事项
(1)在使用前首先要检查是否漏水。
具体操作如下：

(2)检查合格后，用蒸馏水洗涤干净。
(3)四个“不能”
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
②不能作为反应容器或长期贮存溶液。
③容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的，因而不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中。
④只能配制容量瓶上规定容积的溶液，即不能配制任意体积的溶液。

2.  误差分析

分析依据，以配置NaOH溶液为例，在进行误差分析时，根据实验操作弄清是“m”还是“V”引起的误差，再具体分析，具体情况如下： 能引起误差的一些操作因变量c(mol/L)mV砝码与物品颠倒（使用游码）减小——偏低称量时间过长减小——用滤纸称NaOH减小——向容量瓶注液时少量溅出减小——未洗涤烧杯和玻璃棒减小——定容时，水多用滴管吸出减小——定容摇匀后液面下降再加水——增大定容时仰视刻度线——增大砝码沾有其他物质或已生锈增大——偏高未冷却至室温就注入容量瓶定容——减小定容时俯视读数——减小称量前小烧杯内有水————不变定容后经振荡、摇匀，静置液面下降————

特别提醒：

(1)定容、摇匀后液面下降也不要补加蒸馏水，否则结果会偏低。
(2)定容时俯视、仰视对结果的影响。
①仰视刻度线(图1)，导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2)，导致溶液体积偏小。

为减小误差务必按：眼睛视线→刻度线→凹液面最低处的次序，做到“三点一线”。

一定物质的量浓度的溶液的配置：

1．主要仪器 (1)托盘天平：可精确至0.1g，称量前先调零，称量时物品放在左盘，砝码放在右盘。
                        (2)容量瓶：配制溶液的专用精确容器，瓶上标有温度、容积和刻度线。
                        (3)其他仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。

2．配制过程
配制过程如下：

(2)检查合格后，用蒸馏水洗涤干净。
(3)四个“不能”
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
②不能作为反应容器或长期贮存溶液。
③容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的，因而不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中。
④只能配制容量瓶上规定容积的溶液，即不能配制任意体积的溶液。

2.  误差分析

分析依据，以配置NaOH溶液为例，在进行误差分析时，根据实验操作弄清是“m”还是“V”引起的误差，再具体分析，具体情况如下： 能引起误差的一些操作因变量c(mol/L)mV砝码与物品颠倒（使用游码）减小——偏低称量时间过长减小——用滤纸称NaOH减小——向容量瓶注液时少量溅出减小——未洗涤烧杯和玻璃棒减小——定容时，水多用滴管吸出减小——定容摇匀后液面下降再加水——增大定容时仰视刻度线——增大砝码沾有其他物质或已生锈增大——偏高未冷却至室温就注入容量瓶定容——减小定容时俯视读数——减小称量前小烧杯内有水————不变定容后经振荡、摇匀，静置液面下降————

特别提醒：

(1)定容、摇匀后液面下降也不要补加蒸馏水，否则结果会偏低。
(2)定容时俯视、仰视对结果的影响。
①仰视刻度线(图1)，导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2)，导致溶液体积偏小。

为减小误差务必按：眼睛视线→刻度线→凹液面最低处的次序，做到“三点一线”。

一定物质的量浓度的溶液的配置：

1．主要仪器 (1)托盘天平：可精确至0.1g，称量前先调零，称量时物品放在左盘，砝码放在右盘。
                        (2)容量瓶：配制溶液的专用精确容器，瓶上标有温度、容积和刻度线。
                        (3)其他仪器：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。

2．配制过程
配制过程如下：


 

以配制480mL1mol·L^-1NaCl溶液为例：

 (1)所需容量瓶规格：500mL容量瓶。
 (2)若用托盘天平应称量NaCl粉末29.3g。
 (3)溶解过程中玻璃棒的作用为：搅拌加速溶解。
 (4)移液
  ①移液前需要将溶液冷却至室温。
  ②移液中玻璃棒的作用为：引流。
  ③移液时需要进行的操作为：将烧杯中溶液注入容量瓶中，用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次并将洗涤液也转入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。
 (5)定容
①当液面距瓶颈刻度线1~2cm时改用胶头滴管滴加蒸馏水。
②定容时要平视刻度线，直到凹液面最低点与刻度线相切。
(6)摇匀，转入试剂瓶保存

假如其他操作均准确无误，分析下列情况对配制浓度的影响。
①定容时俯视观察刻度线：偏高；
②移液时，对用于溶解NaCl的烧杯没有洗涤：偏低；
③定容后，将容量瓶振荡摇匀，静置后发现液面低于刻度线，又补水至刻度线：偏低。

溶液配制过程中的“四个数据”：

数据要求或解释药品的质量实验室中一般用托盘天平称量药品，而托盘天平只能称准0.1g，所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如题中NaOH的质量为10.0，不能写为10.00g容量瓶的规格

（1）选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大
（2）回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格，如应该回答“500ml容量瓶”，不能只回答“容量瓶”。