Question

高铁酸钾的确是一种新型、高效、多功能水处理剂，应用前景广阔．实验室以次氯酸盐和铁盐为原料制备少量高铁酸钾的操作步骤如下：
（1）制备次氯酸钾强碱性饱和溶液：①在100mL水中溶解56gKOH，冷至室温后倒入三口瓶中（装置见右图），冷水浴冷却，通入Cl₂，用电动搅拌器不断搅拌，直至溶液变为黄绿色且有少量白色晶体析出为止．②将饱和次氯酸钾倒入烧杯并置于冷水浴中．在不断搅拌下，分几次加入130gKOH固体．用玻璃砂芯漏斗过滤，弃去残渣（主要成分为KCl和少量KOH、KClO），得次氯酸钾强碱性饱和溶液．
①石灰乳的作用是    ．石灰乳参与反应的化学方程式    ．
②反应过程中和保存饱和次氯酸钾中用冷水浴冷却的原因是   
    （以必要文字和方程式加以说明）．
③在上述制备过程中不断搅拌原因是    （以必要文字加以说明）．
（2）合成高铁酸钾：将次氯酸钾饱和溶液转入烧杯，冷水浴冷却，在剧烈搅拌下分次加入13.5g研细的FeCl₃•6H₂O，立即产生大量紫黑色K₂FeO₄．加少量稳定剂Na₂SiO₃•9H₂O和CuCl₂•2H₂O，反应30min后，分次加入100gKOH固体，保持温度在20℃以下，陈化30min，用玻璃砂芯漏斗抽滤，得高铁酸钾粗品．
①写出合成高铁酸钾的离子方程式    ．
②13.53gFeCl₃•6H₂O理论上可制得高铁酸钾    g．
（3）高铁酸钾的净水原理：①高铁酸钾在水中发生反应生成Fe（OH）₃胶体．写出化学方程式   
    ．②高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是    、    ．

Answer

（1）①氯气有毒，污染空气，用石灰乳防止氯气污染空气；
②温度不同时，氯气与KOH反应的产物也不同，常温下，生成次氯酸钾，受热时生成氯酸钾．
③反应放热，不利于次氯酸钾的生成．
（2）①铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁，氢氧化铁被次氯酸根氧化为高铁酸根（FeO42-）同时生成Cl-、H2O．
②13.53gFeCl3•6H2O的物质的量为n（FeCl3•6H2O）=0.05mol，根据铁元素守恒可知n（K2FeO4）=0.05mol，据此计算．
（3）高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe（OH）3（胶体）、氢氧化钾．
高铁酸钾与水反应生成原子氧[O]和胶体，高铁酸钾与生成原子氧[O]具有强氧化性，杀菌消毒，Fe（OH）3胶体吸附悬浮物质净水．
【解析】
（1）①氯气有毒，污染空气，石灰乳与氯气反应方程式为：2Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．石灰乳除去未反应氯气，防止氯气污染空气．
故答案为：除去未反应氯气，防止氯气污染空气；2Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．
②温度不同时，氯气与KOH反应的产物也不同，常温下，生成次氯酸钾，受热时生成氯酸钾．温度高时，反应生成氯酸钾，6KOH+3Cl25KCl+KClO3+3H2O，降低了次氯酸钾的产量．
故答案为：温度高时，反应生成氯酸钾，6KOH+3Cl25KCl+KClO3+3H2O，降低了次氯酸钾的产量．
③反应放热，不利于次氯酸钾的生成．
故答案为：反应放热，不利于次氯酸钾的生成．
（2）①铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁，氢氧化铁被次氯酸根氧化为高铁酸根（FeO42-）同时生成Cl-、H2O．
反应的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3，2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
故答案为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3，2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
②13.53gFeCl3•6H2O的物质的量为n（FeCl3•6H2O）==0.05mol，根据铁元素守恒可知n（K2FeO4）=0.05mol，所以m（K2FeO4）=0.05mol×198g/mol=9.9g．
故答案为：9.9．
（3））①高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe（OH）3（胶体）、氢氧化钾，反应方程式为4K2FeO4+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+8KOH+3O2；
故答案为：4K2FeO4+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+8KOH+3O2．
②高铁酸钾与水反应过程中生成原子氧[O]和Fe（OH）3胶体，高铁酸钾与生成原子氧[O]具有强氧化性，杀菌消毒，Fe（OH）3胶体吸附悬浮物质净水．
故答案为：消毒、净水．