Question

高铁酸钾（K₂FeO₄）有强氧化性，是一种安全性很高的水处理剂。

（1）高铁酸钾中铁元素的化合价是      ，它可以将废水中的亚硝酸钾（KNO₂）氧化，同时生成具有吸附性的Fe(OH)₃，该反应的化学方程式为                 。

（2）某学习小组用废铁泥（主要成分为Fe₃O₃、FeO、CuO和少量Fe）制备高铁酸钾的流程如下：

①操作Ⅰ要在通风橱中进行，其原因是            。

②溶液A中含有的金属阳离子是              。

③25℃时，若将溶液B中的金属离子完全沉淀，应调节c(H⁺)小于       。（已知：i. Ksp[Fe(OH)₃]=2.7×10^-39、Ksp[Fe(OH)₂] =4.0×10^-17、Ksp[Cu(OH)₂] =1.6×10^-20；ii. 溶液中离子浓度小于10^-5 mol·L^-1时，可视为沉淀完全。）

④该小组经多次实验，得到如图结果，他们的实验目的是                 。

（3）高铁酸钾还可以用电解法制取，电解池以铁丝网为阳极，电解液使用氢氧化钾溶液，其阳极反应式为                。

Answer

（1）+6 （2分） 2 K2FeO4 + 3KNO2 +5H2O = 2 Fe(OH)3+3KNO3 + 4KOH （3分）

（2） ①反应产生的氮氧化物有毒 （2分）

②Fe3+、Cu2+ （2分）

③2.5×10－7 mol·L－1 （2分）

④探究高铁酸钾的生成率随温度、硝酸铁的质量浓度的变化关系（2分）

（3）Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O （3分）

【解析】

试题分析：（1）根据化合价代数和为零计算得出；（2）①硝酸被还原为NO、NO2等有毒气体污染空气故应在通风橱中进行实验；②硝酸过量，铁元素应生成Fe3+，铜为Cu2+；③操作Ⅱ使Fe3+沉淀，而Cu2+不沉淀留在溶液中，若使B溶液中铜离子沉淀完全，则有，Ksp[Cu(OH)2] = c2(OH-)×c(Cu2+)=1.6×10-20 c2(OH-)=1.6×10-20÷10-5

c(OH-)=4×10-8 mol·L－1

c(H+)=.5×10－7 mol·L－1

当氢离子浓度大于等于.5×10－7 mol·L－1时可以认为氢氧化铜沉淀完全；

④实验需要的是产物的生成率（纵坐标），另外还有两个变量分别是温度和反应物的浓度，显然是探究高铁酸钾的生成率随温度、硝酸铁的质量浓度的变化关系；

（3）活泼金属铁为阳极，铁失去电子生成FeO42-，介质为碱性，电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。

考点：考查实验操作与原理分析有关问题。