离铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂，其生产工艺如下：回答下列问题：（1）反应①应在温度较低时进行，这是由于Cl2与KOH溶液在温度较高时反应生成

Question

离铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂，其生产工艺如下：

回答下列问题：
（1）反应①应在温度较低时进行，这是由于Cl₂与KOH溶液在温度较高时反应生成KClO₃，写出加热时该反应的化学方程式___．
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是___（填字母）．
A．与溶液I中过量的Cl₂继续反应，生成更多的KClO
B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供碱性的环境
D．使KClO₃转化为 KClO
（3）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，同时得到副产品___（写化学式）；判断K₂FeO₄晶体已经洗涤干净的方法是___
（4）高铁酸钾（K₂FeO₄）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，请写出该反应的离子方程式：___
（5）若消耗90%的硝酸铁溶液268.9g，则理论上可制得K₂FeO₄晶体___．

Answer 1

（1）据题目信息、氧化还原反应中化合价发生变化确定产物有：KClO₃、KCl、H₂O，根据电子得失守恒和质量守恒来配平，可得6KOH+3Cl₂(加热.)/()KClO₃+5KCl+3H₂O，
故答案为：6KOH+3Cl₂(加热.)/()KClO₃+5KCl+3H₂O；
（2）A、根据生产工艺流程图，第①步氯气过量，加入KOH固体后会继续反应生成KClO，故A正确；
B、因温度较高时KOH 与Cl₂ 反应生成的是KClO₃，而不是KClO，故B错误；
C、第③步需要碱性条件，所以碱要过量，故C正确；
D、KClO₃转化为 KClO，化合价只降不升，故D错误；
故选：A、C；
（3）根据生产工艺流程图，利用元素守恒可知，硝酸铁与次氯酸钾在碱性条件下反应得溶液II中含有高铁酸钾、硝酸钾和氯化钾，所以从溶液II中分离出K₂FeO₄后，同时得到副产品有KCl、KNO₃，因只要检验最后一次的洗涤中无Cl^-，即可证明K₂FeO₄晶体已经洗涤干净，所以操作为用试管取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净，
故答案为：KCl、KNO₃；用试管取少量最后一次的洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀则已被洗净；
（4）根据题目信息、氧化还原反应中化合价发生变化可知，高铁酸钾与水反应生成氢氧化铁胶体，利用元素守恒和电子得失守恒可写出离子方程式为4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-，
故答案为：4FeO₄^2-+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+3O₂↑+8OH^-；
（5）90%的硝酸铁溶液268.9g中，n（Fe）=(268.9×90%)/(56+3×62)mol=1.0mol，根据铁元素守恒，n（K₂FeO₄）=1.0mol，则K₂FeO₄晶体的质量为1.0×（39×2+56+16×4）g=198.0g，
故答案为：198.0g．