高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途．工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图1所示：工业生产过程中使用的KOH溶液和Cl2可通过电解KCl溶液得到，图2是离子交换膜法电解KCl

Question

高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途．工业上用湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的流程如图1所示：

工业生产过程中使用的KOH溶液和Cl₂可通过电解KCl溶液得到，图2是离子交换膜法电解KCl溶液的示意图．
（1）阳离子交换膜的作用为___．
（2）精制KCl溶液从图2中___位置补充，氢氧化钾溶液从图2中___位置流出（选填“a”“b”“c”或“d”），左侧电极连接电源的___极．
（3）电解KCl溶液过程中，氯气、KOH是按照固定的比率k（质量比）生成的产品．理论上k=___（要求写出计算表达式和结果），KOH与Cl₂反应时氧化剂和还原剂质量之比为___．
（4）KClO溶液与Fe（OH）₃料浆反应的离子方程式为___．
（5）上述流程中多次用到固液分离．工业上常用的固液分离设备有___（填字母）．
A．分馏塔　B．离心机　C．反应釜　D．框式压滤机
（6）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为___，___．

Answer 1

（1）阳离子交换膜可隔绝H₂和Cl₂，防止二者混合发生爆炸，同时氢氧化钠在阴极产生，而氯气在阳极产生，所以还可防止Cl₂与KOH溶液发生副反应，
故答案为：防止Cl₂与KOH溶液发生副反应；阻止阳极产生的H₂和阴极产生的Cl₂混合发生爆炸；
（2）根据K⁺的移动方向，可以确定图中左侧为阳极室，右侧为阴极室，左侧阳极上Cl^-放电生成氯气，即气体1为Cl₂，该电极接电源正极，则KCl溶液应从a位置补充，右侧阴极上水电离出的H⁺放电生成H₂，溶液中剩余的OH^-与迁移过来的K⁺形成KOH，则KOH溶液从d位置流出，
故答案为：a；d；正；
（3）电解KCl溶液的反应为2KCl+2H₂O(电解.)/()2KOH+H₂↑+Cl₂↑，产生的Cl₂与KOH物质的量之比为1：2，则质量之比k=（71 g•mol-1×1 mol）：（56 g•mol-1×2 mol）≈0.63，KOH与Cl₂的反应为2KOH+Cl₂=KCl+KClO+H₂O，该反应中Cl₂既是氧化剂又是还原剂，氯元素化合价一部分从0价升高到+1价，一部分降低到-1价，所以氧化剂和还原剂质量之比为1：1，
故答案为：0.63；1：1；
（4）碱性条件下KClO溶液与Fe（OH）₃料浆反应生成K₂FeO₄，反应的离子方程式为3ClO^-+4OH^-+2Fe（OH）₃=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：3ClO^-+4OH^-+2Fe（OH）₃=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（5）分馏塔是用于分离互溶液体的设备，离心机可利用离心力使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，反应釜为发生反应的设备，框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，故选B、D；
（6）高铁酸钾中Fe的化合价处于+6价，具有强氧化性，可消毒杀菌；其还原产物Fe³⁺+在溶液中可形成Fe（OH）₃胶体具有净水作用，
故答案为：高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒；产生的Fe（OH）₃胶体有吸附性，具有净水作用．