Question

高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。濕法、干法制備高鐵酸鹽的原理如下表所示。

（1）工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀（K2FeO4）的流程如圖所示：

①洗滌粗品時(shí)選用異丙醇而不用水的理由是 。

②反應(yīng)II的離子方程式為 。

③高鐵酸鉀在水中既能消毒殺菌，又能凈水，是一種理想的水處理劑，它能消毒殺菌是因?yàn)? 它能凈水的原因是 。

④已知25℃時(shí)Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38，反應(yīng)II后的溶液c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,則需要調(diào)整到 時(shí)，開始生成Fe(OH)3（不考慮溶液體積的變化）。

（2）由流程圖可見，濕法制備高鐵酸鉀時(shí)，需先制得高鐵酸鈉，然后再向高鐵酸鈉中加入飽和KOH溶液，即可析出高鐵酸鉀。

①加入飽和KOH溶液的目的是 。

②由以上信息可知：高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉 （填“大”或“小”）。

濕法	強(qiáng)堿性介質(zhì)中，F(xiàn)e(NO3)3與NaClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鹽溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO2等產(chǎn)物

 

（3）干法制備K2FeO4的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。

（4）高鐵電池是正在研制中的可充電干電池，高鐵電池具有工作電壓穩(wěn)定，放電時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，有人以高鐵酸鉀、二氧化硫和三氧化硫原料，以硫酸酸鉀為電解質(zhì)，用惰性電極設(shè)計(jì)成高溫下使用的電池，寫出該電池正極電極反應(yīng)式 。

 

Answer 1

（1）①減少高鐵酸鉀的溶解損失

②3ClO-+10OH-+3Fe2+=2FeO42-+3Cl-+5H2O

③高鐵酸鉀（K2FeO4）有強(qiáng)氧化性；高鐵酸鉀的還原產(chǎn)物水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體有吸附性，使水澄清起凈水作用。

④3

（2）增大K+濃度，促進(jìn)K2FeO4晶體析出；小

（3）3：1

（4）2FeO42-+6e-+8SO3=2Fe2++8SO42-

【解析】（1）①為防止K2FeO4的溶解，可用異丙醇洗滌，所以答案是減少???鐵酸鉀的溶解損失。

②ClO-在堿性條件下能將Fe3+氧化為FeO42-,其離子方程式是

3ClO-+10OH-+3Fe2+=2FeO42-+3Cl-+5H2O

③高鐵酸鉀在水中能消毒殺菌是因?yàn)樗�有�?qiáng)氧化性，凈水的原因是高鐵酸鉀的還原物水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，具有吸附性，能使水澄清。

④Ksp=c（Fe3+）c3（OH-）=4.0×10-38，所以c3（OH-）=4.0×10-38/4.0×10-5=1.0×10-33，c（OH-）=1.0×10-11，pH=3；

（2）①加入飽和的KOH溶液的目的是增大K+濃度，促進(jìn)K2FeO4晶體析出；

②溶解度小的沉淀先析出來(lái)，所以高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉要小。

（3）干法制備K2FeO4的反應(yīng)是Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O，N元素化合價(jià)降低，是氧化劑，F(xiàn)e的化合價(jià)升高，是還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是3：1；

（4）高鐵酸鉀得電子，做氧化劑，所以在正極反應(yīng)的是FeO42-，電極反應(yīng)是，2FeO42-+6e-+8SO3=2Fe2++8SO42-