Question

（15分）高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种绿色氧化剂，在许多领域展现出广阔的应用前景。

（1）湿法制备K₂FeO₄:在KOH溶液中，用KClO直接氧化Fe(NO₃)₃即可制得K₂FeO₄。该反应的离子方程式为_________________________________。

（2）测定K₂FeO₄:样品纯度：i．称取样品mg，加入到盛有过量碱性亚铬酸钠[NaCr(OH)₄]溶液的锥形瓶中充分反应；ii．将所得铬酸钠(Na₂CrO₄)溶液酸化；iii.在所得Na₂Cr₂O₇溶液中加入8—9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂，用c  mol·L^-1(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液滴定至终点，消耗溶液体积为V mL。整个过程中发生的反应如下：

ⅰ._Cr(OH)₄^-+_FeO₄^2- +__=__Fe(OH)₃(H₂O)₃↓+__CrO₄^2-+__

ⅱ.2CrO₄^2- + 2H⁺=Cr₂O₇^2- + H₂O；

ⅲ.Cr₂O₇^2- + 6Fe²⁺ + 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O

①配平方程式i；

②利用上述数据计算该样品的纯度为________________（用含字母的代数式表示）。

（3）高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图所示：

①pH=2.2时，溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为________；为获得尽可能纯净的高铁酸盐，pH应控制在______________。

②已知H₃FeO₄^＋的电离常数分别为：

当PH=4时，溶液中=___________。

③向pH=6的高铁酸盐溶液中加入KOH溶液，发生反应的离子方程式为______________。

（4）某新型电池以金属锂为负极，K₂FeO₄为正极，溶有LiPF₆的有机溶剂为电解质。工作时Li^＋通过电解质迁移入K₂FeO₄晶体中，生成K₂Li₂FeO₄。该电池的正极反应式为______________.

Answer

（1）3 ClO－＋2 Fe3＋＋10 OH－＝2 FeO42－＋3 Cl－＋5 H2O（2分）

（2）①1，1，3＝1，1，1（2分）

②

（3）c(H2FeO4)＞c(H3FeO4+)＞c(HFeO4-) （2分）

≥9（1分） 4.16（2分）

HFeO4－＋OH－＝FeO42－＋H2O（2分）

（4）K2FeO4＋xe－＋xLi＋＝K2LixFeO4（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据提示可知，反应物是KOH、KC10、Fe(NO3)3 生成物为K2FeO4，方程式为：3 ClO－＋2 Fe3＋＋10 OH－＝2 FeO42－＋3 Cl－＋5 H2O；（2）根据原子守恒和电荷守恒原理推断可得到，1，1，3＝1，1，1；②根据提示可知，FeO42-——CrO42-——Cr2O72-——3Fe2+，由于用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定，故可知c(Fe2+)=cmol/L，n(Fe2+)=mol，根据比例关系可推出n(FeO42-)=，K2FeO4:样品纯度为：；（3）①从图中可见，pH=2.2时，H2FeO4浓度最大，故浓度大小关系为：c(H2FeO4)＞c(H3FeO4+)＞c(HFeO4-) ，图中显示，三角号的图像即是FeO42-，PH值≥9时，浓度最高；②PH=4时，说明c(H+)=,K2==，代入计算，得到=4.16；③图中可知，PH=6时，溶液中只要是HFeO4-离子，故离子反应为：HFeO4-＋OH－＝FeO42-＋H2O；（4）正极的电子，故K2FeO4得电子，即正极反应方程式为：K2FeO4＋xe－＋xLi＋＝K2LixFeO4。

考点：考查离子方程式的书写、综合能力的考查、电离常数的计算等相关知识。