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高铁酸钾是一种高效多功能水处理剂.工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4;3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6Na
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问题描述:

高铁酸钾是一种高效多功能水处理剂.工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:
①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4;3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下:



(1)写出反应①的离子方程式______
(2)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)______Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”).
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响.
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响.
①工业生产中最佳温度为______℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为______.
②若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式:______
(4)K2FeO4 在水溶液中易水4FeO42-+10H2O 

 4Fe(OH)3+8OH-+3O2.在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用______ 溶液(填序号).*u
A.H2O   B.CH3COONa、异丙醇C.NH4Cl、异丙醇   D.Fe(NO3)3、异丙醇.

胡乃文回答:
  (1)反应①为氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水,反应离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.(2)由流程图可知,“转化”(反应③)是Na2FeO4→K2FeO4,该转化是在某低温下进行的,说明此温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,所以Ksp(K2FeO4)<Ksp(Na2FeO4).故答案为:<.(3)①由图1可知,Fe(NO3)3浓度一定,温度在26℃时,K2FeO4的生成率最高,故工业生产中最佳温度为26℃.由图1可知,Fe(NO3)3浓度在330g/L时,K2FeO4的生成率最高,由图2可知,NaClO在2575g/L时,K2FeO4的生成率最高,所以Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为330g/L:275g/L=6:5.故答案为:26;6:5.②由信息可知,碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,根据元素守恒还应生成H2O,反应中FeO42-→FeO43-,铁元素化合价由+6价降低为+5价,总共降低1价,Fe3+→FeO43-,铁元素化合价由+3价升高为+5价,总共升高2价,化合价升降最小公倍数为2,所以FeO42-系数为2,Fe3+系数为1,根据铁元素守恒确定FeO43-系数为3,根据电荷守恒确定OH-系数8,根据氢元素守恒确定H2O系数为4,反应离子方程式为2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O.故答案为:2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O.(4)K2FeO4 在水溶液中易水解呈碱性,应选择碱性非水溶液抑制K2FeO4水解,进行洗涤.A.H2O,不能抑制水解,且容易损失,故A错误;B.CH3COONa、异丙醇,能抑制水解,减少洗涤损失,故B正确;C.NH4Cl、异丙醇,不能抑制水解,促进水解,故C错误;D.Fe(NO3)3、异丙醇,不能抑制水解,促进水解,故D错误.故选:B.
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