Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有很強(qiáng)的氧化性，是一種新型的高效水處理劑．

（1）高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性的原因是

 

．
（2）高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑，其處理水的原理為

 

，

 

．
（3）制備K₂FeO₄可以采用干式氧化法或濕式氧化法．
①干式氧化的初始反應(yīng)是2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，該反應(yīng)中每生成2mol Na₂FeO₄時(shí)轉(zhuǎn)移電子

 

mol．
②濕式氧化法的流程如圖：

上述流程中制備Na₂FeO₄的化學(xué)方程式是

 

．
（4）高鐵電池是正在研制中的可充電電池，圖2為該電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出的高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有

 

、

 

．
（5）探究高鐵酸鉀的某種性質(zhì)．
【實(shí)驗(yàn)1】將適量K₂FeO₄固體分別溶解于pH為 4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO₄^2-濃度為1.0mmol?L^-1（1mmol?L^-1=10^-3mol?L^-1）的試樣，靜置，考察不同初始pH的水溶液對(duì)K₂FeO₄某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2（注：800min后，三種溶液中高鐵酸鉀的濃度不再改變）．
【實(shí)驗(yàn)2】將適量K₂FeO₄溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成FeO₄^2-濃度為0mmol?L^-1的試樣，將試樣分別置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，考察不同溫度對(duì)K₂FeO₄某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2．則
①實(shí)驗(yàn)1的目的是

 

；
②實(shí)驗(yàn)2可得出的結(jié)論是

 

；
③高鐵酸鉀在水中的反應(yīng)為4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．由圖1可知，800min時(shí)，pH=11.50的溶液中高鐵酸鉀最終濃度比pH=4.74的溶液中高，主要原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）高鐵酸鉀中的鐵是正6價(jià)，處于高價(jià)態(tài)，具有強(qiáng)氧性；
（2）高鐵酸鉀是具有強(qiáng)氧性，還原產(chǎn)物鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，吸附雜質(zhì)的作用；
（3）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的負(fù)一價(jià)氧，2mol的有變成0價(jià)，還有10mol變成-2價(jià)，而鐵是正2價(jià)變?yōu)檎?價(jià)，所以每生成2mol Na₂FeO₄時(shí)轉(zhuǎn)移電子10mol；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄；
（4）高鐵電池由圖2為該電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出的高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有放電時(shí)間長(zhǎng)，工作電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；
（5）①在其它條件相同的情況下研究在FeO₄^2-不同PH溶液中的穩(wěn)定性；
②研究溫度改變，F(xiàn)eO₄^2-的穩(wěn)定性；
③用平衡移動(dòng)的原理解釋．

解答： 解：（1）高鐵酸鉀中的鐵是正6價(jià)，處于高價(jià)態(tài)，具有強(qiáng)氧性，故答案為：其中的鐵元素為+6價(jià)，易得電子；
（2）高鐵酸鉀是具有強(qiáng)氧性，還原產(chǎn)物鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，吸附雜質(zhì)的作用，故答案為：高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；產(chǎn)生的Fe（OH）₃有吸附性，有絮凝作用；
（3）①2FeSO₄+6Na₂O₂═2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑，6molNa₂O₂中12mol的負(fù)一價(jià)氧，2mol的有變成0價(jià)，還有10mol變成-2價(jià)，而鐵是正2價(jià)變?yōu)檎?價(jià)，所以每生成2mol Na₂FeO₄時(shí)轉(zhuǎn)移電子10mol，故答案為：10；
②Fe（NO₃）₃被NaClO氧化成Na₂FeO₄，故答案為：2Fe（NO₃）₃+3NaClO+10NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+6NaNO₃+5H₂O；
（4）高鐵電池由圖2為該電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出的高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有放電時(shí)間長(zhǎng)，工作電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，
故答案為：放電時(shí)間長(zhǎng)；工作電壓穩(wěn)定；
（5）①在其它條件相同的情況下研究在FeO₄^2-不同PH溶液中的穩(wěn)定性，故答案為：研究在FeO₄^2-不同PH溶液中的穩(wěn)定性（或反應(yīng)的速率）；
②研究溫度改變，F(xiàn)eO₄^2-的穩(wěn)定性，故答案為：溫度越高，F(xiàn)eO₄^2-越不穩(wěn)定（或與水反應(yīng)的速率越快）；
③用平衡移動(dòng)的原理解釋，pH=11.50的溶液中OH^-離子濃度大，使平衡向左移動(dòng)，故答案為：pH=11.50的溶液中OH^-離子濃度大，使平衡向左移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物知識(shí)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的速率以及平衡的移動(dòng)等知識(shí)的綜合考查，難度大，學(xué)生不容易接受．