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:

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  • 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(NO33,发生的反应为3NaClO+2 Fe(NO33+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(NO33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(NO33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(NO33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(NO33,发生的反应为3NaClO+2 Fe(NO33+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Ksp(K2FeO4)<Ksp(Na2FeO4),

    故答案为:<;

    (3)由图1可知,Fe(NO33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(NO33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(NO33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”:4FeO42-+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(NO33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:2FeO42-+2NH3•H2O=2Fe(OH)3(胶体)+N2↑+4OH-

    故答案为:2FeO42-+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.