Question

目前，新能源不断被利用到现代的汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向。

（1）高铁酸钾－锌电池（碱性介质）是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是      。

（2）工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾（K₂FeO₄），K₂FeO₄在碱性环境中稳定，在中兴和酸性条件下不稳定。反应原理为：

Ⅰ在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO₃)₃制得Na₂FeO₄

3NaClO + 2Fe(NO₃)₃ + 10NaOH＝2Na₂FeO₄↓+ 3NaCl + 6NaNO₃ + 5H₂O

Ⅱ Na₂FeO₄与KOH反应生成K₂FeO₄：Na₂FeO₄ + 2KOH＝K₂FeO₄ + 2NaOH

主要的生产流程如下：

①写出反应①的离子方程式                                                  。

②流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，说明此温度下K_sp（K₂FeO₄）      K_sp（Na₂FeO₄）（填“＞”或“＜”或“＝”）。

（3）已知K₂FeO₄在水溶液中可以发生：4FeO₄^2—＋10H₂O4Fe(OH)₃↓＋8OH^—+3O₂↑,则K₂FeO₄可以在水处理中的作用是                                            。

（4）FeO₄^2—在水溶液中的存在形态图如图所示。

①若向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO₄^-的分布分数的变化情况是                。

②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，        转化为        （填化学式）。

Answer

（1）Zn（1分）；

（2）①Cl2+2OH—＝Cl—+ClO—+H2O（2分）②＜（2分）；

（3）杀菌消毒（1分），净化（1分）；

（4）①先变大，后变小（2分）②HFeO4-转化为FeO42—（2分）。

【解析】

试题分析：

（1）高铁酸钾－锌电池（碱性介质）是一种典型的高铁电池，根据电池的形成条件，其中高铁酸钾为正极材料得电子；负极失电子的是锌，故电池负极材料是Zn；

（2）①分析反应①是将氯气通入到氢氧化钠溶液中，其离子方程式为：Cl2+2OH—＝Cl—+ClO—+H2O；②反应③是：Na2FeO4 + 2KOH＝K2FeO4 + 2NaOH，其能在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4）；

（3）由于K2FeO4在水溶液中可以发生：4FeO42—＋10H2O4Fe(OH)3↓＋8OH—+3O2↑，故K2FeO4在水处理中起到了杀菌消毒的作用；生成的胶状氢氧化铁还有净化作用；

（4）①分析FeO42—在水溶液中的存在形态图，可知在pH由10变化到2时，HFeO4-的分布分数是先变大，后变小；②若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中HFeO4-转化为FeO42—。

考点：考查了电化学、水溶液中的离子平衡、离子反应和氧化还原反应等知识。