Question

高铁酸钾是一种新型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：

Answer 1

解题思路：向NaOH溶液中通入Cl₂，发生的反应为Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，然后向溶液中加入Fe（NO₃）₃，发生的反应为3NaClO+2 Fe（NO₃）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O，向溶液中加入HCl来调节溶液的pH，然后过滤得到NaCl，向滤液中加入饱和KOH，发生反应Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，分离得到粗的K₂FeO₄，通过提纯得到纯的K₂FeO₄，

（1）用pH试纸测定溶液pH的方法是：取一小块试纸在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在PH试纸上，再与标准比色卡对照；

（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；

（3）Fe（NO₃）₃浓度一定，K₂FeO₄的生成率最高时的温度为最佳温度；

由图1可知，Fe（NO₃）₃浓度在375g/L时，K₂FeO₄的生成率最高，由图2可知，NaClO在255g/L时，K₂FeO₄的生成率最高，据此计算Fe（NO₃）₃与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比；

（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；

（5）由题目信息可知，K₂FeO₄处理含有NH₃污水时生成Fe（OH）₃胶体，根据电子转移守恒可知，生成无污染的物质为氮气，由电荷守恒可知，还生成KOH．

向NaOH溶液中通入Cl₂，发生的反应为Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，然后向溶液中加入Fe（NO₃）₃，发生的反应为3NaClO+2 Fe（NO₃）₃+10NaOH=2Na₂FeO₄↓+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O，向溶液中加入HCl来调节溶液的pH，然后过滤得到NaCl，向滤液中加入饱和KOH，发生反应Na₂FeO₄+2KOH=K₂FeO₄+2NaOH，分离得到粗的K₂FeO₄，通过提纯得到纯的K₂FeO₄，

（1）用pH试纸测定溶液pH的方法是：取一小块试纸在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，

故答案为：取一小块试纸在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在PH试纸上，再与标准比色卡对照；

（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Na₂FeO₄，二者结构类型相同，所以K_sp（K₂FeO₄）＜K_sp（Na₂FeO₄），

故答案为：＜；

（3）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275g/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；

（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．K₂FeO₄在水溶液中易“水解”：4FeO₄^2-+10H₂O⇌4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂，且容易损失，不能用水洗，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不能抑制水解，促进水解，故C错误；

D．Fe（NO₃）₃不能抑制水解，促进水解，故D错误，

故选：B；

（5）由题目信息可知，K₂FeO₄处理含有NH₃污水时生成Fe（OH）₃胶体，根据电子转移守恒可知，生成无污染的物质为氮气，由电荷守恒可知，还生成KOH，反应离子方程式为：2FeO₄^2-+2NH₃•H₂O=2Fe（OH）₃（胶体）+N₂↑+4OH^-，

故答案为：2FeO₄^2-+2NH₃•H₂O=2Fe（OH）₃（胶体）+N₂↑+4OH^-．

点评：

本题考点： 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．

考点点评： 本题考查混合物的分离和提纯，涉及pH的测定、难溶物溶解平衡、离子反应等知识点，明确物质性质是解本题关键，同时考查学生对元素化合物知识的掌握、分析问题及基本操作能力，难点是图象分析，题目难度中等．