Question

6．用金屬鐵制備自來水的新型消毒、凈水劑K₂FeO₄的流程如下：

請回答下列問題：
（1）實驗室中進行此操作I時，用到的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需漏斗，請說出該儀器的另外一種用途向酒精燈添加酒精．
（2）反應③中沉淀D與H₂O₂發生化合反應，反應的化學方程式為2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃．
（3）反應④一般控制在低溫30℃左右進行，這與K₂FeO₄的物理性質有關，猜測K₂FeO₄的物理性質是溶解度隨溫度升高而增大．反應④一般要加入固體KOH至溶液飽和以便得到更多的K₂FeO₄晶體，你認為對此合理的解釋是提供更多K⁺．
（4）下列是K₂FeO₄制備，凈水過程發生的反應，凈水后的水溶液能使酚酞變紅，已知在反應中元素的化合價升高的物質發生氧化反應，元素化合價降低的物質發生還原反應．
①制備K₂FeO₄的反應如下，對于該反應，下列說法不正確的是C
2Fe（OH）₃+3Cl₂+10KOH=0～30℃=2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O
A．Cl₂發生還原反應                      B．該反應不屬于四大基本反應類型
C．反應前后溶液的pH值不會發生變化     D．K₂FeO₄中Fe元素化合價為+6價
②請完成該反應：4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）_{3（膠體）}+8KOH+3O₂
③K₂FeO₄凈水劑除了殺菌消毒、吸附懸浮雜質外，還有一個用途是除去水中的氨氣、硫化氫等氣體，這種作用與活性炭（填一種物質名稱）作用相似．

Answer 1

分析 （1）根據分離混合物的具體方法來確定需要的儀器；
（2）根據反應原理以及化學方程式的寫法來分析；
（3）根據溶解度受溫度的影響以及使反應充分的方法來分析；
（4）①A．根據物質中元素的化合價變化情況來分析；B．根據反應過程來分析；C．根據溶液的酸堿性來分析；D．根據化合物中元素化合價的計算方法來分析；
②根據質量守恒定律來分析；
③根據活性炭具有吸附作用來分析．

解答 解：（1）操作I是分離固體與液體的操作，是過濾，需要用到的玻璃儀器是漏斗、玻璃棒和燒杯，漏斗可用于過濾或向酒精燈內添加酒精等；故填：漏斗；向酒精燈添加酒精（答案合理即可）；
（2）鐵粉與硫酸銅溶液反應生成了硫酸亞鐵溶液，加入氫氧化鉀后生成了氫氧化亞鐵，氫氧華亞鐵與過氧化氫發生化合反應生成氫氧化鐵；故填：2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃；
（3）K₂FeO₄的溶解度隨著溫度的升高而增大，為了減少K₂FeO₄的溶解，所以④一般控制在低溫30℃左右進行，增大反應物的濃度會使化學反應進行的更充分，生成更多的產物；反應④一般要加入固體KOH至溶液飽和是為了提供更多的鉀離子，以便得到更多的K₂FeO₄晶體，故填：溶解度隨溫度升高而增大；提供更多K⁺
（4）①A．在化學反應中，由Cl₂轉化為KCl，氯元素的化合價降低了，發生了還原反應，故正確；
B．由化學方程式可知，該反應的反應物與生成物均為三種，不屬于任意一種基本反應類型，故正確；
C．反應前的溶液中有KOH，顯堿性，而生成物的溶液呈中性，溶液的pH減小了，故錯誤；
D．設化合物K₂FeO₄中鐵元素的化合價為x，依據化合物中各元素化合價代數和為0，有（+1×2）+x+（-2×4）=0，解得x=+6，故正確．
故填：C；
②化學反應前后，原子的種類和數目均不改變，由4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）₃（膠體）++3O₂可知：
反應前鉀原子是8個，反應后也應該有鉀原子是8個；
反應前鐵原子是4個，反應后是4個；
反應前氧原子是26個，反應后應該是26個；
反應前氫原子是20個，反應后應該是20個；
由分析可知，還缺少8K、8H、8O．因此空格處填寫8KOH；
故填：8KOH；
 ③活性炭具有吸附作用，能吸附水中的色素和異味，K₂FeO₄凈水劑除了殺菌消毒、吸附懸浮雜質外，還有一個用途是除去水中的氨氣、硫化氫等氣體，這種作用與活性炭類似；故填：活性炭．

點評 本題給出了制取物質的反應流程圖，對于這類題目，需要搞清楚每一步反應物、生成物，清楚工藝流程原理．再結合有關的知識分析解答有關的問題．