工业上湿法制高铁酸钾的基本流程如下：已知：高铁酸盐热稳定性差回答下列问题： ...

工业上湿法制高铁酸钾的基本流程如下：

已知：高铁酸盐热稳定性差

回答下列问题：

（1）第③步发生反应的离子方程式。

（2）第③步反应的体系，温度不宜过高，并最好控制温度在 30℃以下，其原因是。

（3）通过结晶方法从溶液II得到的粗产品中主要含有杂质（填化学式），可通过重结晶法提纯K2FeO4，具体操作步骤有：将粗产品先用饱和KOH溶液溶解，然后浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。其干燥可采用的方法是（写出一种干燥方法）。

（4）利用电化学原理，用铁钉和氢氧化钾溶液为原料可以获得K2FeO4。在制备过程中铁钉作______极，请写出获得FeO42-的电极反应式。

（1）2Fe3+＋3ClO-＋10OH-－===2FeO42-＋3Cl-+5H2O（2分）（2）防止生成的K2FeO4因受热而分解（1分）（3）KNO3、KCl（2分），用无水乙醇（或者丙酮）洗涤带走固体表面的水分（2分）（4）阳极，（1分）Fe–6e- +8OH- =FeO42- +4H2O （2分）【解析】试题分析：（1）根据流程图，第③步是铁离子与ClO－在碱性条件下发生氧化还原反应生成高铁酸根离子、Cl－和水，反应的离子方程式为2Fe3+＋3ClO-＋10OH-－===2FeO42-＋3Cl-+5H2O。（2）因为高铁酸盐热稳定性差，为防止生成的K2FeO4因受热而分解，所以在第③步反应的体系，温度不宜过高，并最好控制温度在 30℃以下。（3）反应③的化学反应为2Fe(NO3)3＋3KClO＋10KOH===2K2FeO4＋3KCl+5H2O+6KNO3，所以通过结晶方法从溶液II得到的粗产品中主要含有杂质为KNO3、KCl；因乙醇易挥发且和水互溶，所以干燥可采用的方法是用无水乙醇（或者丙酮）洗涤带走固体表面的水分。（5）利用电化学原理，用铁钉和氢氧化钾溶液为原料可以获得K2FeO4，铁元素由0价升高到+6价，失电子发生氧化反应，所以在制备过程中铁钉作阳极，阳极生成FeO42-的电极反应式为Fe–6e- +8OH- =FeO42- +4H2O。考点：考查工业上湿法制高铁酸钾的工艺流程分析。

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考点分析：

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由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H1=－49.58 kJ•mol-1

反应Ⅱ：CO2(g)+ H2(g) CO (g)+H2O(g) △H2

反应Ⅲ：CO(g)+2 H2(g) CH3OH(g) △H 3=－90.77 kJ•mol-1

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H2= ，反应Ⅲ自发进行条件是（填“低温”、“高温”或“任何温度”）。

（2）某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中，在合适的催化剂条件下发生了反应I、Ⅱ、Ⅲ，不同温度下体系达到平衡时测得CO2的转化率（a）及CH3OH的产率（b）变化如图1所示。

①该反应达到平衡后，为再提高反应速率同时提高甲醇的生成量，可采取的措施有。

A改用高效催化剂 B升高温度 C缩小容器体积 D分离出甲醇 E增加CO2的浓度

②据图1，当温度高于260℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高继续增加，而CH3OH的产率却反而下降，请说明理由。

（3）已知：在2L恒容密闭容器中充入3mol H2和1.5mol CO2（一定条件下，仅考虑发生反应Ⅰ），实验测得在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2所示。实验测得：在500K时，反应Ⅰ经10min时达到平衡，假如其他条件不变，当反应时间进行到3min时，迅速将反应温度升至600K进行实验，请在图3中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的后续变化总趋势图。