高铁*钾(K2FeO4)是一种集强氧化*、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂，其生产工艺如图所示：　　已知K2...

问题详情：

高铁*钾(K2FeO4)是一种集强氧化*、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂，其生产工艺如图所示：

已知K2FeO4具有下列*质：

①可溶于水、微溶于浓KOH溶液

②在0～5 ℃、强碱*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**至碱*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+KClO+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*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*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*量法”测定高铁*钾样品中高铁*钾的含量，其方法是：用碱*的*化钾溶液(pH为11～12)溶解3.96 g高铁*钾样品，调节pH为1，避光放置40分钟至反应完全(高铁*根离子全部被还原成铁离子)，再调节pH为3～4(弱**)。以1.0 mol/L的硫代硫**标准溶液为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，当达到滴定终点时，用去硫代硫**标准溶液15.00 mL，则原高铁*钾样品中高铁*钾的质量分数为______________。

【回答】

较低    3∶2    4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑    AB    减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低温、强碱*溶液中比较稳定)    KNO3、KCl    25%   

【分析】

足量Cl2通入KOH溶液中，温度低时发生反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，向溶液I中加入KOH，使*气完全反应，且将溶液转化为碱*溶液，只有碱*条件下次**根离子才能和铁离子发生氧化还原反应生成高铁*根离子，除去KCl，得到碱*的KClO浓溶液，向碱*的KClO浓溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液，发生反应2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，得到溶液II，纯化得到湿产品，将湿产品洗涤、干燥得到晶体K2FeO4。

【详解】

(1)由工艺流程可知，利用Fe(OH)3与KClO制备K2FeO4，由信息可知温度较高KOH与Cl2反应生成的是KClO3，在低温下KOH与Cl2反应生成的是KClO，所以应选择温温度较低；

(2)生产K2FeO4的反应原理是：Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)，Fe(NO3)3为还原剂，KClO为氧化剂，根据得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2；

(3)K2FeO4在弱碱*条件下能与水反应生成Fe(OH)3和O2，反应的化学方程式为4K2FeO4+10H2O=8KOH+4 Fe(OH)3↓+3O2↑；

(4)A．Fe(NO3)3与KClO反应时，要消耗KOH，A正确；

B．根据生产工艺流程图可知，第①步Cl2过量，加入KOH固体后会继续反应生成KClO，B正确；

C．因温度较高时KOH 与Cl2反应生成的是KClO3，而不是KClO，C错误；

D．KClO3转化为 KCl，化合价只降低不升高，不符合氧化还原反应原理，D错误；

(5)信息可知，K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解，将90%的Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱*的KClO浓溶液中，并且不断搅拌，可以减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解；

(6)根据生产工艺流程图，利用元素守恒可知，**铁与次**钾在碱*条件下反应得溶液II中含有高铁*钾、**钾和*化钾，所以从溶液II中分离出K2FeO4后，同时得到副产品有KCl、KNO3；

(7)用碱*的*化钾溶液溶解高铁*钾样品，调节pH为1，高铁*根与*离子发生氧化还原反应，高铁*根离子全部被还原成铁离子，*离子被氧化成*，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*钾的质量为×1.0mol/L×0.015L×198g/mol=0.99g，则原高铁*钾样品中高铁*钾的质量分数为×100%=25%。

【点睛】

本题考查了实验制备方案、氧化还原反应滴定及计算、物质的分离提纯、对条件与*作的分析评价，学会应用题目提供的信息，并注意对信息的迁移运用，用关系式法和守恒方法分析解答题目，该题是对学生综合能力的考查。

知识点：探究*实验

题型：综合题