Question

17．高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，比C1₂、O₃、ClO₂、KMnO₄氧化性更強(qiáng)，無(wú)二次污染．工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，使高鐵酸鉀析出．
（1）濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）的反應(yīng)體系有六種微粒：Fe（OH）₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O．
①寫(xiě)出并配平濕法制備高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
②低溫下，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K₂FeO₄），說(shuō)明了什么問(wèn)題相同條件下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小
（2）干法制備高鐵酸鉀的主要反應(yīng)為：2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑．
①該反應(yīng)中的氧化劑是Na₂O₂，還原劑是Na₂O₂、FeSO₄，每生成l molNa₂FeO₄轉(zhuǎn)移5mol電子．
②簡(jiǎn)要說(shuō)明K₂FeO₄作為水處理劑時(shí)所起的作用高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，且消毒過(guò)程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）時(shí)，F(xiàn)e（OH）₃失電子被氧化生成K₂FeO₄，則C1O^-作氧化劑被還原生成C1^-，氫氧化鐵必須在堿性條件下存在，所以該反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒配平方程式；
②至飽和可析出高鐵酸鉀，與溶解度有關(guān)；
（2）該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?6價(jià)、O元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)、-2價(jià)，得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑、失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，再結(jié)合Na₂FeO₄和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）①濕法制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）時(shí)，F(xiàn)e（OH）₃失電子被氧化生成K₂FeO₄，則C1O^-作氧化劑被還原生成C1^-，氫氧化鐵必須在堿性條件下存在，所以該反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行，該離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②低溫下，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀（K₂FeO₄），說(shuō)明相同條件下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小，
故答案為：相同條件下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小；
（2）該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?6價(jià)、O元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)、-2價(jià)，
①得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑、失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，所以Na₂O₂是氧化劑、Na₂O₂、FeSO₄是還原劑，根據(jù)Na₂FeO₄和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式知，每生成l mol Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5mol，
故答案為：Na₂O₂；Na₂O₂、FeSO₄；5；
②K₂FeO₄中Fe元素的化合價(jià)為+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，且還原產(chǎn)物鐵離子能水解氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)，
故答案為：高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，且消毒過(guò)程中自身被還原成鐵離子，鐵離子水解氫氧化鐵膠體能吸附除去水中的懸浮雜質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握習(xí)題中的信息及反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．