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【高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性、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K2FeO4具有下列性质:①可溶于水、微溶于浓KOH溶液②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较】
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问题描述:

高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性、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K2FeO4具有下列性质:

①可溶于水、微溶于浓KOH溶液

②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定

③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解

④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2

请完成下列填空:

(1)已知Cl2与KOH在较高温度下反应生成的是KClO3.在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,生产KClO应在温度___的情况下进行(填“较高”或“较低”);

(2)生产K2FeO4的反应原理是:Fe(NO3)3+KaClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平) 则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___;

(3)K2FeO4在弱碱性条件下能与水反应生成Fe(OH)3和O2,则该反应的化学方程式为:___.

(4)在“反应液I”中加KOH固体的目的是___.

A.为下一步反应提供反应物

B.与“反应液I”中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO

C.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率

D.使副产物KClO3转化为KCl

(5)制备K2FeO4时,须将90%的Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌.采用这种混合方式的原因是___(答出1条即可).

(6)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4晶体后,可以得到的副产品有___(写化学式).

(7)工业上常用“间接碘量法”测定高铁酸钾样品中高铁酸钾的含量,其方法是:用碱性的碘化钾溶液(pH为11~12)溶解3.96g高铁酸钾样品,调节pH为1,避光放置40分钟至反应完全(高铁酸根离子全部被还原成铁离子),再调节pH为3~4(弱酸性),用1.0mol/L的硫代硫酸钠标准溶液作为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI),当达到滴定终点时,用去硫代硫酸钠标准溶液15.00mL.则原高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为___.

黄世奇回答:
  (1)温度较高KOH与Cl2反应生成的是KClO3,在低温下KOH与Cl2反应生成的是KClO.故选择低温较低,故答案为:较低;   (2)根据化合价升降法配平化学方程式,铁元素从+3价升到+6价,氯元素从+1价降到-1价,根据化合价升降法及元素守恒可知反应方程式为:2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH→2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O,Fe元素化合价升高,化合价由+3价升高到+6价,被氧化,氯元素从+1价降到-1价,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,故答案为:3:2;   (3)K2FeO4在弱碱性条件下与水反应生成Fe(OH)3和O2的化学方程式为4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑,   故答案为:4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑;   (4)由工艺流程可知,反应液I中有过量的Cl2反应,加KOH固体的目的是与过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO.   A.由工艺流程及③可知,利用Fe(NO3)3与KClO制备K2FeO4,故A正确;   B.与过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO,故B正确;   C.由信息②可知温度较高KOH与Cl2反应生成的是KClO3,不利用KClO生成、浪费原料,故C错误;   D.由信息可知,该条件下KClO3不能转化为KClO,故D错误.   故答案为:AB;   (5)K2FeO4在低温、强碱性溶液中比较稳定,减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解,故答案为:减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低温、强碱性溶液中比较稳定等);   (6)从“反应液II”中分离出K2FeO4后,会有副产品KNO3、KCl,故答案为:KNO3、KCl;   (7)用碱性的碘化钾溶液溶解高铁酸钾样品,调节pH为1,高铁酸根与碘离子发生氧化还原反应,高铁酸根离子全部被还原成铁离子,碘离子被氧化成碘,根据电子得失守恒有关系2FeO42-~3I2,再根据反应2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,得关系式2FeO42-~3I2~6Na2S2O3,所以高铁酸钾的质量为13
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